Indirect illumination (GI) |
Введение в непрямое освещение
V-Ray реализует несколько подходов к просчету непрямого освещения с различными компромиссами между качеством и скоростью:
- Brute force - Прямое вычисление (буквально "грубая сила" - прим. перев.) - это простейший подход; непрямое освещение вычисляется независимо для каждой закрашиваемой точки поверхности посредством трассировки большого количества лучей в различных направлениях в полусфере над этой точкой.
Преимущества:Недостатки:
- этот подход сохраняет все детали (например мелкие и четкие тени) в непрямом освещении;
- прямое вычисление свободно от таких дефектов как мерцание в анимации;
- не требует дополнительной памяти;
- непрямое освещение корректно просчитывается для объектов с эффектом смазывания при движении.
- этот подход очень медленный для сложных изображений (например освещение интерьера);
- прямое вычисление имеет тенденцию давать зашумленные изображения, чего можно избежать только увеличением количества лучей, что еще более замедляет просчет.
- Irradiance map - Карта освещенности - этот подход основан на кэшировании освещенности. Основная идея - вычислить непрямое освещение только в некоторых точках сцены и интерполировать его на остальные точки.
Преимущества:Недостатки:
- карта освещенности очень быстрый метод по сравнению с прямым вычислением, особенно для сцен с большими плосвими областями;
- шум, присущий прямому вычислению, значительно уменьшен;
- карта освещенности может быть сохранена и повторно использована для ускорения просчета различных видов для одной сцены или для анимации с перемещающейся камерой (fly-through animations);
- карта освещенности может быть также использована для ускорения просчета прямого диффузного освещения от неточечных источников света.
- некоторые детали в непрямом свете могут быть потеряны или размыты вследствие интерполяции;
- при использовании низких настроек может возникать мерцание при просчете анимации;
- карта освещенности требует дополнительной памяти;
- непрямое освещение при наличии движущихся объектов, с эффектом смазывания при движении, просчитываются не совсем корректно, что может приводить к шуму (хотя во многих случаях это незаметно).
- Photon map - Фотонная карта - этот подход основан на трассировке частиц, испускаемых источником света и отскакивающих от любых объектов в сцене. Это полезно для сцен интерьеров или псевдо-интерьеров, со множеством источников света или маленьких окон. Фотонная карта обычно не дает достаточно хороших результатов использовании напрямую; однако она может быть использована как крубое приближение к освещенности в сцене для ускорения вычисления GI через прямое вычисление или карту освещенности.
Преимущества:Недостатки:
- фотонная карта очень быстро может давать грубое приближение освещенности в сцене;
- фотонная карта может быть сохранена и повторно использована для ускорения просчета различных видов для одной сцены или для анимации с перемещающейся камерой (fly-through animations);
- фотонная карта не зависит от вида.
- фотонная карта обычно неприменима для непосредственной визуализации;
- требует дополнительной памяти;
- в реализации V-Ray, освещенность при наличии движущихся объектов, с эффектом смазывания при движении, просчитываются не совсем корректно (хотя во многих случаях это не вызывает проблем).
- для фотонной карты необходимы реальные источники света; она не может быть использована для просчета непрямого освещения, порожденного светом из окружающей среды (skylight).
Light cache - Световой кэш - это техника для аппроксимации глобального освещения в сцене. Она очень похожа на фотонную карту, но без многих, присущих фотонной карте, ограничений. Световой кэш строится посредством трассировки многих и многих зрительных путей из камеры. Каждый из отскоков (отражений) в пути сохраняет в 3d-структуре, очень похожей на фотонную карту, освещенность из остатка пути. Световой кэш - универсальное решение GI, которое может быть использовано как для интерьеров, так и для экстерьеров, как напрямую, так и в качестве аппроксимации вторичных отскоков, при использовании с картой освещенности или методом прямого вычисления GI.
Преимущества:
- световой кэш прост в настройке. Мы имеем только камеру, от которой трассируются лучи, в противоположность фотонной карте, которая должна обработать каждый источник света в сцене и обычно требует индивидуальной настройки каждого источника света.
- кэширование света работает эффективно с любыми источниками света, включая свет от неба (skylight), самосветящиеся объекты, нефизические источники света, фотометрические источники света и т.д. Сравните, фотонная карта ограничена в световых эффектах, которые она может воспроизводить: например, фотонная карта не воспроизводит освещение от skylight или от стандартного Omni без обратноквадратичного затухания.
- световой кэш дает корректные результаты в углах и вокруг мелких объектов. Фотонная карта же зависит от ненадежных схем приблизительной оценки плотности, которые часто дают неправильные результаты в тех случаях, когда есть или сильно затемненные, или ярко освещенные области.
- во многих случаях световой кэш может быть визуализирован непосредственно для очень быстрых и сглаженных изображений для предварительного просмотра освещенности в сцене.
Недостатки:
- подобно карте освещенности, световой кэш зависит от вида и генерируется для каждого положения камеры. Однако она также генерирует аппроксимацию для частей сцены, которые видимы косвенно; например одна световая карта может полностью аппроксимировать GI в закрытой комнате;
- в настоящее время световой кэш работает только с материалами V-Ray;
- подобно фотонной карте, световой кэш неадаптивен. Освещенность вычисляется для фиксированного разрешения, которое определяется пользователем;
- световой кэш не очень хорошо работает с картами бампа; используйте карту освещенности или прямое вычисление GI для достижения лучшего результата с картами бампа.
- освещенность при наличии движущихся объектов, с эффектом смазывания при движении, просчитываются не совсем корректно, но очень сглаженно, т.к. световой кэш также размывает GI во времени (в противоположность карте освещенности, которая каждый сэмпл просчитывает просчитывает в конкретный момент времени).
Какой метод использовать? Это зависит от конкретной задачи. Раздел Примеры может помочь вам в выборе подходящего метода для вашей сцены.
Первичные и вторичные отскоки
Элементы управления непрямым освещением в V-Ray разделены на две большие части: элементы управления, относящиеся к первичным рассеянным отскокам (primary diffuse bounces), и элементы управления, относящиеся ко вторичным рассеянным отскокам (secondary diffuse bounces). Первичные отскоки возникают, когда закрашиваемая точка напрямую видна через камеру, либо через зеркально отражающие или преломляющие поверхности. Вторичные отскоки возникают, когда закрашиваемая точка используется в вычислении GI.
On - включает или выключает расчет непрямого освещения.
GI caustics (GI каустика)
GI каустика представляет собой свет, который прошел через одно рассеяние (diffuse) и одно или несколько зеркальных отражений (или преломлений). GI каустика, к примеру, может генерироваться посредством skylight или самосветящимися объектами. Однако каустика, порожденная прямым освещением не может быть имитирована этим способом. Вы должны использовать свиток Caustics для управления каустикой от прямого света. Заметим, что GI каустика требовательна к сэмплам и может вносить шум в решение GI.
Refractive GI caustics - GI каустика для преломлений - позволяет непрямому освещению проходить через прозрачные объекты (стекло и т.п.). Заметим, что это не тоже самое, что Caustics, которая предстваляет прямой свет, проходящий через прозрачные объекты. GI каустика для преломлений вам нужна, к примеру, для получения света неба (skylight) через окно.
Reflective GI caustics - GI каустика для отражений - позволяет непрямому свету отражаться от зеркальных объектов (зеркала и пр.). Заметим, что это не тоже самое, что Caustics, которая предстваляет прямой свет, "проходящий" через отражающие поверхности. Эта опция по умолчанию выключена, потому что GI каустика для отражений обычно дает очень маленький вклад в окончательное освещение, тогда как она часто порождает нежелательный шум.
Post-processing (Постобработка)
Эти управляющие элементы позволяют делать дополнительное изменение непрямого освещения до того, как оно добавляется к окончательному просчету. Значения по умолчанию обеспечивают физически правильный результат; однако пользователь, из эстетических соображений, может захотеть изменить вид GI.
Saturation - Насыщенность - управляет насыщенностью GI; значение 0.0 означает, что все цвета будут удалены из решения GI и оно будет окрашено в оттенки серого. Значение по умолчанию 1.0 означает, что решение GI остается неизмененным. Значения больше 1.0 усиливает цвета в решении GI.
Contrast - Контраст - этот параметр работает вместе с параметром Contrast base для усиления контрастности решения GI. Когда Contrast 0.0, решение GI становится полностью одинаковым со значением, определенным параметром Contrast base. Значение 1.0 означает, что решение GI остается неизменным. Значения больше 1.0 усиливают контраст.
Contrast base - База контраста - этот параметр определяет базу для усиления контраста. Он определяет значения GI, которые остаются неизменными в процессе вычисления контрастности.
Ambient occlusion (Затенение фонового освещения)
Эти элементы управления позволяют вам добавлять элемент затенения фонового освещения (Ambient occlusion) в решение глобального освещения.
On - включает или выключает затенение фонового освещения.
Amount - Величина - величина затенения фонового освещения. Значение 0.0 не будет давать затенения фонового освещения.
Radius - Радиус - радиус затенения фонового освещения.
Subdivs - Подразбиения - определяет количество сэмплов, используемых для вычисления затенения фонового освещения. Низкие значения визуализируются быстрее, но могут вносить шум.
Primary diffuse bounces (Первичные диффузные отскоки)
Multiplier - Множитель - определяет вклад первичных диффузных отскоков в окончательное освещение. Заметим, что при значении по умолчанию 1.0 генерируется физически корректный результат. Другие значения возможны, но физически неправдоподобны.
Primary GI engine - Метод GI для расчета первичных отскоков - вырадающий список, определяющий метод, используемый для первичных диффузных отскоков.
Irradiance map - Карта освещенности - этот выбор заставит V-Ray использовать карту освещенности для первичных диффузных отскоков. Для дополнительной информации см. раздел Irradiance map.
Global photon map - Глобальная фотонная карта - этот выбор заставит V-Ray использовать фотонную карту для первичных диффузных отскоков. Этот режим полезен при настройке параметров глобальной фотонной карты. Обычно этот метод не дает достаточно хороших результатов для окончательной визуализации при использовании в качестве первичного движка GI. Для дополнительной информации см. раздел Global photon map.
Brute force - Прямое вычисление GI - этот выбор заставит V-Ray использовать прямое вычисление для первичных диффузных отскоков. Для дополнительной информации см. раздел Brute force GI.
Light cache - Световой кэш - этот выбор заставит V-Ray использовать световой кэш для первичных диффузных отскоков. Для дополнительной информации см. раздел Light cache.
Secondary diffuse bounces (Вторичные диффузные отскоки)
Multiplier - Множитель - определяет воздействие вторичных рассеивающих отскоков на освещение сцены. Значения близкие к 1.0 могут иметь тенденцию к высветлению сцены, в то время как значения около 0.0 могут давать темное изображение. Заметим, что значение по умолчанию 1.0 дает физически корректные результаты. Хотя другие значения возможны, они физически некорректны.
Secondary diffuse bounces method - Метод GI для расчета вторичных отскоков - вырадающий список, определяющий метод, используемый V-Ray для вторичных диффузных отскоков.
None - Нет - вторичные отскоки не просчитываются. Используйте эту опцию для генерации изображений со skylight без цветовых рефлексов.
Global photon map - Глобальная фотонная карта - этот выбор заставит V-Ray использовать фотонную карту для вторичных диффузных отскоков. Для дополнительной информации см. раздел Global photon map.
Brute force - Прямое вычисление GI - этот выбор заставит V-Ray использовать прямое вычисление для вторичных диффузных отскоков. Для дополнительной информации см. раздел Brute force GI.
Light cache - Световой кэш - этот выбор заставит V-Ray использовать световой кэш для вторичных диффузных отскоков. Для дополнительной информации см. раздел Light cache.
Перевод © Black Sphinx, 2008-2010. All rights reserved.