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发表于 2003-8-12 01:37:00
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v-ray 入门（1）——全局光照明
我个人的理解， vray 将渲染计算分为两部分
第一部分 计算漫反射阶段 ( 打开GI )
vray有两种方式可可供选择来计算漫反射
1） 直接强制计算，计算结果直接与直接光照结果混合计算. 这时屏幕不出现I-map图
注意: 一次反射, 二次 及二次以上反射的计算方法不同, 对于一次反弹, 加大subdivs
渲染时间爆增, 对于二次及二次以上反弹, 加大subdivs则渲染时间增加的不如一次
反弹来得明显
2) I-map计算方式, 将计算结果变成一种贴图 I-map
I- map是一种光线贴图，它主要是表现漫反射的光照，与材质（shade）表现，贴图表现光线跟踪材质及贴图并无直接关系，控制这些表现的是 vray中的Image sampler (Anti-aliasing)下的参数． 也就是说：Image sampler (Anti-aliasing)下的参数不光控制着抗锯齿效果， 也控制着材质及贴图的表现
在进行I-map的GI计算时
第一步 vray从光源分别对场景发射向每个pixel发射出出 hsph个光线， 每条光线碰到 场景中的物体后，根据I-map上的材质特性进行了反弹， 一次反弹的mul值实际上是的第一次反弹光线的强度，饱和度，亮度前面的放大系数
第二步 第二次反弹的sub确定反弹光线的个数， 假如 hsph为10, sub 为1, 那么就是说第二次反弹中，10条光线反弹才反弹出一条光线， 三次四次反弹与二次反弹的光线相同. 当hsph为10, sub为20, 二次反弹中，10条光线反弹才反弹出20条光线, 三次四次反弹与二次反弹的光线相同
注意： 二次三次反弹的计算方法与一次反弹的计算方法不同， 增加sub
值， 渲染时间增加不多， 建议hsph=sub
反弹几次由参数depth确定， 二次三次反弹前也有放大系数 mul
第三步: vray在每个pixel上取 insterp个采样点， 将光照信息存入 I-map,在render时，在这interp个采样点上，以贴图的方式插入渲染结果
注意： I-map与相机视图相关，移动相机，I-map必须重新计算，
在动画中， vray一般每10帧算一幅 I-map
vray中参数对渲染时间的敏感程度有大到小为： max > min > hsph > Clr thershold 和Normr thershold > depth > sub > interp
你可将400x320图幅的I-map用在800x640图幅上, 或 1600X1280 上， 当然，
假如第一幅图的 max/min 为-2/-1, 将I－map用在800x600 1600x1280的图幅上, 其精度相当于 max/min -3/-2 -4/-3
在实际渲染时, vray作者推荐将 I-map的出图尺寸设为 实际出图尺寸的 1/2 , 1/4, 比如我们渲染 3200x2400的图幅, I-map可设为 800x600, use thr "saved irradiance" map setting, 将小方块尺寸设为 128x128
第二部分计算 render阶段
直接光照(与max的扫描线渲染作用相同), 这时还计算cauris, 反锯齿, 运动模糊等等, 将 I-map插入场景
直接光照是 render 计算
有两种方式进行全局光照，
1) 直接计算，速度极慢，但gi光照效果准确, 细节真实, 在动画中也不容易出现闪烁现象. 注意：对于一般的建筑室内场景，直接计算消耗时间太长，对于室外场景，由于反弹次数少，可用它进行计算
目前版本1.07为止, vray的分布式计算只能对此种计算方式有效.对I-map计算方式无效, 我做过试验, 但图幅由 320x240增加10倍, 到 3200x2400时, 渲染时间也增加10倍, 这种计算方式极其慢, 建议不在分布式网络计算条件下不要应用
2) 模拟计算，在原渲染结果上附加一层光照贴图I-map(vray快速gi的秘诀），
将光线贴图插入场景的方式有三种， (见vray附带说明书 ),
第一种方式使图面不容易产生黑斑, 但是这种方式模糊了GI的光效, 在作动画时也容易使图面产生闪烁
一般使用第二种即可(vray默认), 注意, 这种方式在一定程度上模糊了GI的光效, 但是要求图面不出现黑斑的采样值(hsph)及interp较低
第三种插入方式最准确, 没有模糊GI光效，在作动画时也不容易使图面产生闪烁, 但这时interp失效, 要求采样值(hsph)最高, 否则图面容易出现黑斑 (在建筑渲染图中, 用这种方式很难将图渲染干净, 此方式无实用价值)
全局参数的设置:
1. Max rate 参数与Min rate参数
我的理解:
1) 此值确定了GI计算的质量, 确定了光线的表现质量 ,在尽可能的条件下, 越大越好. 当max/min的值设置较高时, 图面表现自然, 光线阴影表现准确.
注意: 当此值较大时, 需要的hsph也较大
2) max/min的作用是使屏幕分成一个各小区pixel, 光线对每个小块采样计算, 仔细观察一下, 就可发现每个小块pixel的亮度, 颜色是相同的, 因此, 小方块越小光线过渡越光滑,层次越自然,丰富。
一般说来，要表现间接光下的阴影， max/min的值就越高
注意: min的值绝对控制着渲染的时间, 加大 1, 渲染时间增大4倍
2) max/min确定后, 渲染时间与场景渲染出图图幅有关, 图幅越大, 渲染时间越长. 也就是说 800x600的图幅在其他参数都相同的情况下, 渲染时间是400x300的4倍
假如 max/min为 –3/-2 , 图幅为800x600, 在其它参数相同的情况下, 渲染时间与max/min为 –4/-3 图幅为-4/-3的渲染时间完全相同. 但是由于 800x600 max/min 为-4/-3 的图 ，由于pixel的尺寸比前者的大，容易出现黑斑， 这时需要更大的hsph来消除黑斑，也就是说， hsph只与 max/min相关，与图幅大小无关
所以， vray作者推荐 先用小图幅(一般为大图的1/2, 1/4)渲染I-map，存盘后，用大图幅真实渲染出图，记住这时要将I-map取出, 将小方块尺寸调大
为什么图幅越大，GI的精度越高呢？这是因为 max/min一定, 小方块的绝对大小就定了, 这时, 假如将场景传染出图的图幅设置的很大, 相对小图幅的设置来说, 小方块就多了.
注意: 对 800x640的图来说, min 为 –1, 一般来说精度已够高了, 这时渲染时间一般在 1-2个小时, min为0 时, 渲染时间变成了原来的四倍,这时，渲染时间已与直接计算方式相同 有人抱怨说, 图幅为 4000x2000 max/min为 默认值 –2/-1 ,渲染时间长的受不了实际上是建渲染设置的太高了
3) Min rate 参数控制细分方格（pixel）的最大值, 在I-map图上, 它对场景中平坦的部分进行采样.
Max rate 参数控制细分方格（pixel）的1最小值, 它对场景中边界,转折处, 曲面
部分进行采样
一般说来, 场景中平坦部分. 光照变化均匀部分的pixel应该少些
物体或间接光效 边界,转折处, 曲面, 光照变化不均匀部分的pixel应该多些
Mn rate 参数控制着开始细分计算正方形（pixel）的绝对大小, 渲染计算时, 渲染窗口中会出现一个个小方块对场景进行细分，出图尺寸越大， 小方块的数量越多，
比如， 640x480的小方块数就是320x240的四倍,
刚开始出现小方块的大小与Min rate的值相关，其值越小(一般为负数, 绝对值越大) 方块越大，花的时间越短. 第二遍细分计算小方块会一分为四
最后一遍计算时的方块大小由Min rate决定
Max rate 主要控制场景转折处的光线采样
Min rate 主要控制场景平坦处的光线采样
一般来说，模拟计算gi 时渲染时间主要花在光照贴图的计算上了，计算遍数或者说几幅光照贴图 ＝（max rate值-min rate值 +1),
一般来说, max产生的小方块应该比场景中需要表现出光效的物体的最小面要小
max越小, 光照情况越准确,精细
计算I-map, 实际上就是用一堆 大小从max到min的小方块来拼接间接光照图, 每个方块pixel的计算时间是相同的, 每个pixel的亮度也是相同的
min-max+1 确定了我们有种 不同大小的方块
min max决定了方块的绝对尺寸大小
由上面所说的我们可得出下面的结论
1) I-map尺寸(也就是渲染出图尺寸越大) , 需要的 小方块越多, 小渲染时间越长
2) 对于每个 pixel来说, 小方块尺寸越小, 在保证不出现黑斑的情况下, 要求落在
它上 面的光线也就越少, 当然, 这些光线也要分布的均匀一点
也就是说, max/min越大, hsph可以越小
那么然和才能让更多的光线落在 I-map上, 而且更均匀呢,
第一个办法, 加大 hsph,
第二个办法, 加大二次反弹中的subdivs,
这两个办法并不使图面亮度增加, 我还发现, 加大 subdivs渲染时间增加的并不多
而且光线分布更均匀, 不容易出现黑斑
vray这一点是符合实际情况的, 光线的第一次漫反射光线强度较二三次要强, 而且还有一定的方向倾向, 二次三次反射光线数量较多, 但总亮度不大, 而且射向四面八方, 分布十分均匀
第三个办法, 加大反弹次数, 但是这个办法可使图面的亮度, 饱和度增加了,
而且不太符合实际情况, 使图面显得不太这真实
对于室内一般场景, 光线一般反射6次就可忽略不计了
对于室外一般场景, 光线一般反射2次就可忽略不计了
显然, 我们希望 小方块pixel尽可能少, 而且能将光照图的亮度层次变化表现出来
那么, 我们是如何来放小方块的呢 ?
1) 场景平坦的地方, 光照层次变化不大的地方放大方块来表现
2) 边界处, 曲面, 凹凸处放小方块来表现
3) 亮度变化大的地方放小方块来表现 ( 间接光下, 一般亮度变化不大, 除非一些间接光下的阴影处, 凹凸贴图处, 被物体遮挡的阴暗处,向光面与背光面才有用亮度变化
vray是如何做到这一点的呢
1) 第一遍, vray将所有I-map 铺上一遍 由min确定的大方块pixel, 对每个小方块进行光线跟踪计算
2) 第二遍, vray将所有上一次计算的pixel一分为四, 以两个判断条件, 判断这四个小方块是否在 物体的边界处 , 曲面上, 凹凸处, 光照情况变化处…….
假如是, 那末就对此小方块进行光线跟踪计算
不是, 次小方块的光照信息采用上一级小方块的光照信息
3) 第三遍, 第四编同第二编计算一样, 依次用判断条件进行判断计算, 一直到pixel
的大小达到max的要求就停止了
vray靠这种方法, 在场景物体的边界处 , 曲面上, 凹凸处, 光照情况变化处……放上 |
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雷达卡
发表于 2003-8-11 17:20:00
