Свиток V-Ray Global switches

Оптимальные настройки V-Ray - Antialiasing и Color mapping

В этом уроке рассматривается вкладка V-Ray окна Render Scene: (F10), а также он ответит на следующие вопросы:

- Какие лучшие универсальные настройки V-Ray для визуализации интерьера?

- Как настроить Vray для хороших рендеров экстерьера?

- Какая оптимальная комбинация настроек для качественной предметной визуализации в V-Ray?

- Как осуществить базовую стартовую настройку AA для рендера в Vray?

Содержание:

· Мифы универсальности

· Стартовые настройки V-Ray

· С чего начать

· Свиток V-Ray Frame Buffer

· Свиток V-Ray Global switches

· Свиток V-Ray Image sampler (Antialiasing)

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

· Фильтры антиалиасинга

· Свиток V-Ray Environment

· Свиток V-Ray Color mapping

· Свиток V-Ray Camera

Мифы универсальности

Всем привет.

В этом уроке мы рассмотрим одну из основополагающих тем в 3d визуализации, и наверное, самую спорную и часто поднимаемую, а именно - верную настройку рендер-движка. Мы будем настраивать V-Ray рендер для 3ds Max.

Среди многих 3d визуализаторов, особенно среди начинающих, бытуют два противоположных мифа по поводу универсальных настроек V-Ray.

Одни считают, что есть некие простые настройки, которые от них тщательно скрывают профессионалы, строго держа в секрете. И лишь посвященные, те кто входит в их касту, знают о тайных галочках и значениях, позволяющих создавать фотореалистичные 3d визуализации, срывающие аварды и восхищения зрителей. Что якобы есть настройки, сродни волшебной кнопке "сделать красиво", позволяющие за пару галочек выставленных в нужных секретных местах, добиться превосходного результата не зависимо от качества 3d моделей, от верности установленного освещения или красоты и реалистичности самой композиции в сцене.

Другие считают что нет никакой "магии" и, все что требуется, это долгая и сложная работа над параметрами рендера для каждой новой сцены. Что для начала необходимо запустить визуализацию в тестовом режиме, со включенными видимыми сэмплами V-ray сэмплера и по карте сэмплов долго и нудно подбирать оптимальные настройки для смягчения и устранения алиасинга. Теряя при этом больше времени на подборы, чем при запуске изначально грамотно настроенной визуализации. После чего запустить просчет Irradiance map с включенной опцией Show calc. phase и пристально наблюдать за пассами сэмплов карты Irradiance, якобы контролируя процесс просчета и многие другие шаманские суеверия:)

Как ни странно, но действительно универсальных настроек, действительно на все случаи жизни не существует. Как, собственно, отдельно настроек для интерьера или экстерьера. Безусловно, есть некоторые хитрости и трюки, которые Вы узнаете из этого урока, однако, так или иначе, ничего сложного в них нет и все они будут подробно расписаны и пояснены.

Стартовые настройки V-Ray

Для начала следует четко уяснить, что есть стартовые настройки, с которых следует начинать любую 3d визуализацию, не заботясь о том, что там-то не та галочка стоит. Нужно полностью сосредоточиться на настройке самой сцены. Лишь в особых случаях наличия на 3d визуализации каких-либо паразитных артефактов, требуется слегка скорректировать настройки для их устранения. Это относится не только к V-Ray, а является абсолютной концепцией для любой рендер-программы. Честно говоря, верно настроенное освещение с правильной геометрией сцены почти никогда не дают нежелательных сюрпризов на визуализации и, в большинстве случаев, ничего не нужно настраивать кроме финального разрешения.

Именно о таких стартовых, в 80% случаях действительно универсальных настройках, которые действительно облегчат Вашу работу и приукрасят Ваши рендеры, пойдет речь в этом уроке.

С чего начать

Итак... Смело жмите клавишу F10 на клавиатуре для вызова окна Render Scene.

Аналогичное можно сделать, если зайти в пункт Rendering главного меню 3ds Max и там, в выпадающем списке, выбрать первый пункт Render.

Теперь перед Вами один из главных инструментов и интерфейсов любого 3d визуализатора.

Пред началом работы по настройке V-Ray, разумеется, необходимо установить его как рендер-движок по умолчанию.

Для этого зайдите во вкладку Common и разверните раскрывающийся свиток Assign Renderer. Пункты этого свитка позволяют установить рендер-движок для визуализации, для отображения материалов в Material Editor и рендер-движок для специфического режима реалтайм или псевдо-реалтайм визуализатора сцены прямо в окне проекции.

Просто нажмите на кнопку с троеточием напротив пункта Production, а также Material Editor (если отжата кнопка с замочком) и в появившемся списке выберете V-Ray.

Для того, чтобы установить V-Ray как рендер-движок, используемый по умолчанию, и при следующих загрузках 3ds Max не приходилось заново выбирать его, обязательно нажмите на большую кнопку Save as Defaults ниже.

Свиток V-Ray Frame Buffer

 

Первое, с чего следует начать непосредственно настройку V-Ray рендера - это активация специализированного V-Ray Frame Buffer, полностью заменяющего и превосходящего по функционалу стандартный встроенный в 3ds Max буфер. Его Вы найдете в одноименном свитке вкладки V-Ray окна Render Scene. Для его активации следует установить галочку в чекбокс Enable built-in frame buffer.

Использование V-Ray Frame Buffer значительно упростит работу с V-Ray своей функциональностью и удобством, как и исключит возможные недоразумения с гамма-коррекцией.

Также, важно оставить активированной функцию Get resolution from MAX, это избавит Вас от необходимости постоянно заходить во вкладку V-Ray, свиток V-Ray:: Frame Buffer и там вбивать нужное разрешение рендера. Сама же стандартная функция смены разрешения 3ds Max всегда находится во вкладке Common, позволяя быстро и оперативно осуществлять смену разрешения.

Разделы V-Ray raw image и Split render channels отвечают за формирование форматов, необходимых для постобработки с помощью компоузиногового программного обеспечения, и будут рассмотрены в отдельном уроке, посвященном ренерингу Render elements пасов и компоузингу из них классного фотореалистичного финального изображения.

В любом случае, компоузинг с помощью Render elements это нестандартный подход к получению финального рендера и к универсальным настройкам V-Ray отношения не имеет. Поэтому пока просто оставим эти функции в покое.

Свиток V-Ray Global switches

Следующий на очереди свиток это V-Ray:: Global switches, он содержит параметры глобального влияния на всю сцену. Это такие как: наличие или отключение дисплейсмента, отражений, преломлений, совместимости со старыми моделями камер, источников света и карты Sky и глобальной подмены материала (см. урок Создание рендера сетки) и т.д.

В этом свитке всё изначально настроено верно и ничего не требуется менять. Единственный интересный параметр, на который стоит обратить внимание - это параметр Reflection/refraction. Данный параметр отвечает за глобальную активацию или деактивацию отражений и преломлений в материалах сцены. Даже если в материалах настроены преломления или отражения, то при деактивации этого параметра они перестанут отражать/преломлять.

Однако, интерес представляет не столько он сам, сколько его дополнительная функция Max depth. Эта функция глобально устанавливает количество повторных отражений или преломлений в сцене. Она аналогично таком же параметру в VRayMtl материале. С помощью этой функции можно уменьшить максимальное количество переотражений или преломлений луча, отраженного или преломленного объектами сцены имеющими прозрачные или отражающие материалы. Такая мера позволит сократить время просчета визуализации отражающих поверхностей, практически не влияя на качество, особенно в материалах с большим glossiness.

Все же стоит помнить, что в сложных сценах с большим количеством преломлений и отражений, это может привести, например, к появлению артефактов в виде рендеринга Exit color материалов вместо цветов отраженных объектов, особенно если объекты находятся рядом и отражаются друг в друге. К тому же, будут отсутствовать преломления в сложных прозрачных формах, что приведет к менее реалистичному результату. В таких случаях количество преотражений следует указывать локально, на каждом конкретном материале.

Кроме Reflection/refraction в этом свитке находится параметр, часто вводящий в заблуждение начинающих 3d визуализаторов. Это параметр Default lights. Многие новички, по "добрым" советам других пользователей, не разбирающихся в назначении этого параметра, всегда стараются убрать галочку из чекбокса Default lights. Тем самым отключить стандартные источники света 3ds Max, которые по умолчанию всегда находятся в сцене, для наличия номинального освещения в пустой сцене или сцене, не содержащей источников света.

Default lights нужны для того, чтобы во вьюпорте и на визуализации без источников света, установленных пользователем вручную, можно было наблюдать не сплошной черный цвет, а геометрию объектов, уже освещенную вспомогательными источниками света. Однако, свойство дефолтных вспомогательных источников 3ds Max таково, что они автоматически отключаются при введении в сцену любого источника света. Если в сцене создать хотя бы один источник света, то вспомогательные источники будут сразу отключены. Особым является случай, когда в сцене действительно нет источников прямого света и она полностью освещается вторичным освещением. Но такой случай даже не редкий, скорее уникальный и, как правило, это экстерьерная визуализация, при которой рассеянное свечение небосвода имитируется специальной параметрической HDRI картой VRaySky, которая, так или иначе, управляется VRaySun, который является источником прямого света и его наличие в сцене опять же отключит дефолтные 3ds Max лайты. Заботиться о деактивации Default lights в свитке V-Ray:: Global switches стоит лишь в очень редких случаях, когда Вы планируете действительно освещать сцену только вторичным освещением, без каких либо источников прямого света в ней. Это очень нестандартная ситуация и трогать этот параметр не стоит, оставив его таким как он установлен по умолчанию.

Свиток V-Ray Image sampler (Antialiasing)

Следующим свитком параметров является V-Ray:: Image sampler (Antialiasing).

Для того, чтобы понять что это за свиток и за что он отвечает, обязательно следует ввести понятие алиасинга. Только лишь поняв что это такое, возможно будет понять что такое и антиалиасинг.

В компьютерной графике алиасинг - это феномен, проявляющийся в виде зазубрин, возникающий при преобразовании векторной фигуры в растровую.

На представленном выше рисунке, каждый квадрат, очерченный белыми полупрозрачными линиями, символизирует один пиксель. Слева - идеальная векторная фигура, совмещенная с сеткой растра, для наглядности, справа - эта же фигура, но уже растеризованная, то есть описанная с помощью квадратных пикселей. Пиксель - это квадрат одного цвета. Обратите внимание, что идеальная фигура на границе с фоном занимает лишь доли пикселей, в то время, как в реальном растеризованном изображении пиксель не может быть градиентным или многоцветным.

Как говорилось выше, пиксель это квадрат одного цвета. В процессе растрирования векторной фигуры, цвет этого квадрата определяется цветом его центра. Возвращаясь к нашему примеру, когда векторная фигура пересекает пиксель в его центре (1), то он будет окрашен в желтый цвет. Если в центре пикселя окажется черный фон, то он будет окрашен черный цвет (2).

Как известно, все трехмерные объекты в некотором смысле являются векторными, так как на самом деле не имеют разрешения и могут быть отрендерены в растровые изображения любого размера, а их форма описана с помощью математических формул, а не с помощью массива цветов отдельных пикселей. Однако, при попытке описать криволинейные формы с помощью пикселей, корыте, по своей сути, являются квадратами, неизбежно возникнут зазубрины на криволинейных изгибах.

Попробуйте дома на полу выложить круг детскими кубиками. Тогда Вы обязательно поймете, что он только издалека будет выглядеть относительно плавной криволинейной фигурой, в то время как вблизи останется зазубренным. То же самое происходит при попытке описать криволинейную векторную фигуру квадратными пикселями. Пиксели - это те же кубики и, при всем желании, криволинейные формы, описанные пикселями, будут иметь зазубрины. Именно наличие этих зазубрин называется алиасингом. Разумеется, чем больше разрешение, тем большим числом пикселей можно будет описать эту фигуру и тем мельче будут эти зазубрины, так как размер одной зазубрины, относительно размера описываемой фигуры, уменьшится. Но, даже значительно увеличив разрешение, от эффекта зазубренности криволинейных форм, алиасинга, полностью не избавиться. Правда, так можно довести относительный размер пикселя до незаметного для глаза размера и таким образом визуально устранить этот неприятный эффект.

Слева, для наглядности, все та же растеризованная фигура, что и на предыдущем рисунке, а справа - растеризованная фигура, но с вчетверо большим количеством пикселей. Несложно заметить, что на фигуре справа, в следствии большего количества и меньшего размера пикселей, зазубренность менее отчетлива. Описав векторную фигуру еще большим количеством пикселей, зазубренность может стать еще менее заметной.

Как бы там ни было, не всегда рационально производить растеризацию векторных фигур в сверхвысоком разрешении. Именно поэтому был разработан специальный механизм, призванный устранить алиасинг, названный АНТИалиасингом.

Если вкратце, то суть антиалиасинга в том, что пиксели-зазубрины окрашиваются не в цвет фигуры или фона за ней, а усредняются, окрашиваясь в смешанный цвет фигуры и фона. Таким образом, как бы визуально размывая острые края фигуры. При этом происходит усреднение как пикселей самой фигуры, так и пикселей смежного с ней фона.

Слева, для наглядности, та же растеризованная фигура, что и на предыдущем рисунке, а справа - растеризованная фигура, но с антиалиасингом. Несложно заметить, что фигура справа, в следствии кажущейся размытости пикселей, выглядит намного более плавной и криволинейной. Хотя, на самом деле состоит из тех же пикселей, но слегка усредненных по цвету, тем самым создавая эффект прозрачности и размытости.

Процесс растеризации, то есть выборки образцов цвета с векторной фигуры для окрашивания растровых пикселей, называется сэмплированием, от слова сэмпл (англ. sample [ˈsɑ:mpəl]) - образец.

В процессе антиалиасинга применяется так называемое суперсэмплирование. Его принцип работы заключается в том, что для определения цвета пикселя берется не один образец цвета из центра, а пиксель разбивается на несколько частей, так называемых субпикселей и образы цветов берутся из них. Таким образом, получается не просто цвет фигуры или фона, а конкретный суммарный цвет всех цветов субпикселей.

Процесс обратный суперсэмплированию, когда для определения цвета нескольких пикселей берется всего одна точка с векторной фигуры в их усредненном геометрическом центре, называется субсэмплированием.

В V-Ray существует несколько алгоритмов усреднения цветов пикселей на границах криволинейных фигур. Это Fixed rate sampler, Adaptive DMC sampler и Adaptive subdivision sampler.

Именно для выбора одного из этих алгоритмов антиалиасинга предназначен свиток V-Ray:: Image sampler (Antialiasing), а так же выбора фильтра антиалиасинга.