Các thông số điều khiển của VRay phần 1

Các thông số điều khiển của VRay VRay: QMC Sampler Nhóm các biến điều khiển trong Vray bằng các tính chất chung của phương pháp Monte-Calro, đặt trong bảng dưới đây: Giá trị các thông số này xác định các Sampler sẽ được sử dụng trong tính toán mọi giá trị theo phương pháp Monter-Carlo. Ghi nhớ là thưc tế tất cả các giá trị, được tính bởi Vray, tất cả các dạng chiếu sáng, khúc xạ và phản xạ, translucency, caustic và các loại khác, đều sử dụng phương pháp đó. Kết quả là phụ thuộc vào những xác lập này tốc độ tính toán cũng như độ chính xác và do đó kéo theo mối quan hệ thời gian/chất lượng render hình Lock to pixels được dùng để loại đi những điểm nhấp nháy trong hoạt cảnh. Nếu dấu tick được đánh trong ô trống bên cạnh thông số này một liên kết chặt chẽ của giá trị các điểm cần tính sẽ được sử dụng đối với các điểm của hình sao cho các giá trị đó giống nhau tương ứng với các điểm trong các hình (frame) liền kề. Phương pháp Monter Carlo có tính ngẫu nhiên vì thế với sự giúp đỡ của nó cùng một giá trị có thể nhận những kết quả hơi khác nhau trong các điều kiện tương tự. Nếu ta tính ảnh tĩnh thì giá trị này có thể mạnh dạn để ở chế độ tắt. Lock to pixels và tăng samples cho tính toán các giá trị là 2 phương pháp cơ bản để chống lại sự nhấp nháy (flickering) trong các hoạt cảnh được tính bởi VRay

Các thông số điều khiển của VRay VRay: QMC Sampler Nhóm các biến điều khiển trong Vray bằng các tính chất chung của phương pháp Monte-Calro, đặt trong bảng dưới đây: Giá trị các thông số này xác định các Sampler sẽ được sử dụng trong tính toán mọi giá trị theo phương pháp Monter-Carlo. Ghi nhớ là thưc tế tất cả các giá trị, được tính bởi Vray, tất cả các dạng chiếu sáng, khúc xạ và phản xạ, translucency, caustic và các loại khác, đều sử dụng phương pháp đó. Kết quả là phụ thuộc vào những xác lập này tốc độ tính toán cũng như độ chính xác và do đó kéo theo mối quan hệ thời gian/chất lượng render hình Lock to pixels được dùng để loại đi những điểm nhấp nháy trong hoạt cảnh. Nếu dấu tick được đánh trong ô trống bên cạnh thông số này một liên kết chặt chẽ của giá trị các điểm cần tính sẽ được sử dụng đối với các điểm của hình sao cho các giá trị đó giống nhau tương ứng với các điểm trong các hình (frame) liền kề. Phương pháp Monter Carlo có tính ngẫu nhiên vì thế với sự giúp đỡ của nó cùng một giá trị có thể nhận những kết quả hơi khác nhau trong các điều kiện tương tự. Nếu ta tính ảnh tĩnh thì giá trị này có thể mạnh dạn để ở chế độ tắt. Lock to pixels và tăng samples cho tính toán các giá trị là 2 phương pháp cơ bản để chống lại sự nhấp nháy (flickering) trong các hoạt cảnh được tính bởi VRay Adaptation by effect on final result (importance sampling) – kỹ thuật được dùng để chọn các samples. Trong tính toán tích phân sự chiếu sáng bằng phương pháp Monter Carlo các giá trị của các hàm dưới tích phân (samples) được chọn theo một qui luật ngẫu nhiên nào đó trong giới hạn của hàm (bán cầu cho tính sáng của điểm trên mặt không trong suốt và hình cầu cho điểm trên mặt trong suốt) sẽ được sử dụng. Thú vị là samples có thể có tính hình học như hướng, dọc theo nó các giá trị của hàm sẽ được tính - nói một cách khác nó giống như từ điểm sẽ sinh ra tia để lấy samples. Kỹ thuật importance sampling để chọn những điểm bằng phương pháp chú trọng hay giá trị của những điểm cụ thể của samples cho một kết quả cụ thể. Nếu tia để lấy samples dọc theo một hướng nào đó đem lại ít giá trị chiếu sáng hoặc thậm chí bằng 0, các samples được lấy tiếp theo theo hướng đó hoặc gần với nó sẽ không được lấy. Một ví dụ khác – để tính một khúc xạ tối sẽ không cần nhiều samples. Trong mọi trường hợp, bật thông importance sampling sẽ ép buộc chuyển động của Vray tìm kiếm và lựa chọn cho tính toán những giá trị lớn (và vì thế quan trọng hơn cho hình ảnh) samples và bỏ đi những samples có giá trị thấp. Giá trị Amount điều khiển sự cao độ trong sử dụng kỹ thuật importance sampling khi tính. Giá trị 0 sẽ tắt hoàn toàn sự sử dụng Нулевое importance sampling, còn với Amount = 1 tất cả các samples sẽ phải qua tuyển chọn. Trong phần lớn trường hợp sử dụng kỹ thuật importance sampling hết sức hữu ích đối với các renderer – đưa đến sự gia tăng trông thấy về tốc độ trong khi vẫn đảm bảo chât lượng tính toán cao. Mặt khác kỹ thuật importance sampling với tính chất ngẫu nhiên của mình có thể đem lại những kết quả dở ngoài mong muốn – đó không phải là một nghich lý, đôi lúc tắt thông số đó có thể có lợi vì sẽ làm giảm nhiễu trong tính toán. Như vậy giảm Amount sẽ dẫn tới tăng chất lượng render và tăng cả thời gian tính toán. Chiến lược với thông số này có thể là như sau – tăng Amount, nếu nó không dẫn đến những thuyên giảm nghiêm trọng về chất lượng hình ảnh và giảm nó nếu render không có một lỗi nhiễu nào cả. Theo mặc định Amount = 1 Adaptation by sample values (early termination) – cho phép Vray phân tích các giá trị samples và bỏ quá trình lấy samples nếu như những gí trị đó gần giống nhau. Nói một cách khác nếu như các giá trị của samples ít khác nhau thì thay vì tính tiếp các giá trị của samples mới các giá trị của samples đã tính sẽ được sử. Nếu như các samples khác nhau rõ rệt thì số lượng chúng được chọn sẽ lớn hơn. Thông số Amount xác định mức độ áp dụng kỹ thuật này. Với Amount = 0 kỹ thuật này hoàn toàn không được sử dụng, với Amount =1 early termination sử dụng số lượng nhỏ nhất có thể được các tia samples. Nếu như cần chất lượng tính toán cao thì dùng Amount = 0, nhưng trả giá cho điều đó là sự gia tăng thời gian rander. Chiến lược cho thông số này giống như với thông số importance sampling , giá trị Amount mặc định = 0. Min. samples – Thiêt lập số lượng nhỏ nhất được cho phép samples. Tức là số samples dùng cho tính toán 1 giá trị nhất định không thể nhỏ hơn giá trị Noise threshold – trọng tài, người phân sử, quyết định, khi nào giá trị nhận được đủ tốt cho hình ảnh. Các giá trị kết quả sẽ được tự so sánh với nhau theo từng bước. Nếu sự khác nhau lớn hơn giá trị Noise threshold thì các samples bổ sung sẽ được tính, nếu sự khác nhau nhỏ hơn thì quá trình tính kết thúc. Rõ ràng là thông số này có ảnh hưởng trực tiếp nhất tới chất lượng ( độ nhiễu ) và tốc độ render. Tăng nó lên có thể làm sự tính toán trở nên rất nhanh và nhiễu và ngược lại Những thông số trình bầy ở trên cho phép Vray linh động nhân các quyết định về số samples để tính toán giá trị này hoặc giá trị kia một cách trực tiếp trong quá trình tính. Nếu Amount của importance sampling và early termination có giá trị là 0 chúng ta sẽ nhận được render có khả năng cao nhất của Vray về chất lượng. Thời gian tính cũng sẽ là lớn nhất còn số samples sẽ gần với số subdivs, được định cho GI trong thiết lập nguồn. Nếu giá trị Amount của importance sampling và early termination bằng 1, render sẽ là tối thiểu (nhưng hoàn toàn không có nghĩa là tồi) chất lượng, thời gian tính cũng sẽ là ngắn nhất có thể được còn số samples sẽ gần với giá trị đã định trong Min. Samples. Điều đó giống như 2 mặt đối nghịch, trong giới hạn đó xác định mọi giá trị thiết lập trung gian, tiêu tốn cho thời gian và chất lượng render Hình.02-08. Xác lập cả 2 giá trị Amount = 0, Noise threshold=0.005. Hình.02-09. Xác lập cả 2 giá trị Amount =1, Noise threshold=0.005. Nhận thấy là hình ảnh thu được giống lần trước nhưng thời gian rander giảm đi 2.5 lần Hình.02-10. Xác lập cả 2 giá trị Amount =1, Noise threshold=0.1. Giảm Noise threshold càng tăng tốc độ tính nhưng đã làm tồi đi rõ rệt chất lượng hình ảnh (nhiễu ở góc và trên các vết nối của tường và sàn, xuất hiện các hạt trong bóng ) Các giá trị đặt sẵn trong Vray theo mặc định của Amount và Noise threshold khá đa năng và tự nhiên trong hầu hết các trường hợp, hoặc chúng có thể là những giá trị khởi đầu cho các thử nghiệm cá nhân. Thay đổi chúng chỉ nên khi có sự hiểu biết thực sự và sâu sắc. Khuyến cáo không nên để giá trị 0 cho Noise threshold – điều đó có thể dẫn Vray tới những vòng tính toán lặp vô hạn, hoặc nhanh hơn, tới sự kết thúc thảm bại công việc của chương trình QMC –Monter Carlo, phương pháp được sử dụng bởi Vray khác biệt với Monter Carlo “cổ điển” ở chỗ nhờ việc sử dụng early termination và importance sampling. Chúng cho phép chọn các samples , điều làm cho những sample này không hoàn toàn ngẫu nhiên như trong phương pháp Monter Carlo chuẩn Tính GI (Chiếu sáng toàn cảnh - Global Illumination) Để tính tành phần đầu tiên – chiếu sáng trực tiếp, Vray có riêng thuật toán có khả năng làm việc độc lập. Để chắc chắn về điều đó rất đơn giản, chỉ cần render 1 khung cảnh 3 D không có GI ( bỏ dấu tick trong hộp chọn “On” trong bảng VRay: Indirect Illumination). Trong kho công cụ của modul tính chiếu sáng trực tiếp có khả năng làm việc với các nguồn sáng không gian nên tính các mép bóng mềm không tạo thành vấn đề gì. Các xác lập chiếu sáng trực tiếp có trong các thông số của nguồn sáng và bóng (sự giảm dần, loại nguồn sáng, thông số của bóng v.v ) Hình.02-02. Chỉ tính chiếu sáng trực tiếp. Tất cả các vùng không nằm trong giới hạn nhìn thấy của nguồn sáng đều nằm trong bóng tối. Bóng mềm là kết quả của thao tác với nguồn sáng không gian Tắt chiếu sáng trực tiếp hoàn toàn có thể làm được, để làm điều đó ta sử dụng nút Exclude trong bảng xác lập của nguồn sáng. Ứng dụng này có ích cho phân tích map ở dạng nguyên thể và ảnh hưởng đối với chúng các xác lập của các thông số. Ví dụ, tách vật thể ra khỏi sự chiếu sáng không ảnh hưởng tới Photon map bởi vì nó, nếu trong tính chất của nguồn sáng có đặt Generate diffuse, sẽ tính toán Photon. Phép tính Photon mạp cũng chỉ có thể tắt ở đó. Cũng có thể lựa chọn bật hoặc tắt các vật thể khỏi Photon map nếu trong tính chất của các vật thể xác định bỏ đi dấu tick trong mục Receive GI и Generate GI (trong bảng Vray: System>Object settings ) Cũng có sẵn trong Vray thuật toán riêng để tính dò tia ngược, nó cũng là một bộ phận độc lập của hệ thông tính. Một phần thiết lập của ray tracing nằm trong bảng VRay: Global Switches и VRay: Image Sampler (Antialiasing), phần khác trong thông số vật liệu VRayMtl. Tính toán thành phần chiếu sáng thứ ba – khuếch tán phản xạ của sự chiếu sáng là một trong những thuật toán quan trọng nhất của Vray và cũng tương đối độc lập với những thành phần chiếu sáng khác. Các xác lập cơ bản của việc tính GI nằm trong bảng VRay: Indirect Illumination, các xác lập bổ sung khác rải rác trong hầu hết các bảng còn lại của Vray. Chúng ta sẽ xem sét nó lần lượt. Việc tính GI có thể bật hoặc tắt tùy ý trong hộp chọn “On” trong bảng VRay: Indirect Illumination. Các xác lập của thành phần chiếu sáng thứ tư – caustic – hiệu ứng quang tụ nằm trong bảng VRay: Caustic и VRay: System (Object settings и Light settings). Như vậy, Vray có cấu trúc modul rõ ràng, cho phép bật hoặc tắt của thành phần này hay thành phần kia của sự chiếu sáng không phụ thuộc vào các phần còn lại, điều này tiện lợi cho việc xác lập các thông số. Tiếp theo ta sẽ chỉ xem sét chi tiết chiếu sáng khuếch tán không trực tiếp (GI) Các xác lập cơ bản của GI. Để tính chỉ Indirect Illumination VRay cung cấp 3 phương pháp cơ bản: · Tính trực tiếp - Direct computation; · Irradiance map; · Photon map (Global photon map). Có thể thấy đặc điểm của các cách tính là chia các dạng khuếch tán phản xạ ra làm 2 - Khuếch tán bật ra lần thứ nhất (ánh sáng đầu tiên đi đến một bề mặt nào đó, khuếch tán một cách phản xạ từ đó chỉ 1 lần rồi sau đó đi vào điểm cần tính sáng) và các loại khuếch tán còn lại (ánh sáng, cho tới khi đến điểm cần tính sáng đã phản xạ bởi các bề mặt của khung cảnh 2 lần hoặc nhiều hơn thế). Ý tưởng của việc chia ở trên – nó liên quan đến sự chú trọng đóng góp của chính lần khuếch tán đầu tiên của phản xạ ( lần bật lên khuếch tán đầu tiên của photon), sự đóng góp của các lần còn lại sẽ nhanh chóng tắt theo chiều tăng của số lần phản xạ. Để tính 2 loại nảy bật đó có thể dùng 4 bộ kết hợp khác nhau của 3 phương pháp tính ở trên · Tính trực tiếp - Direct computation cho lần bật lên khuếch tán đầu tiên và tính trực tiếp - direct computation (direct+direct) hay photon map (direct +photon) cho các lần bật lên sau; · Irradiance map cho lần đầu tiên bật lên và tính trực tiếp (irr_map+direct) hay photon map cho các lần bật lên sau (irr_map+photon). Рис.02-04. Chỉ có chiếu sáng trực tiếp và một lần khuếch tán phản xạ (lần khuếch tán bật lên đầu tiên - first diffuse bounces) Hình.02-05. Chiếu sáng trực tiếp và tất cả các lần khuếch tán phản xạ, được tính bằng phương pháp irradiance map cho lần bật lên khuếch tán đầu tiên và phương pháp photon map cho các lần bật lên khuếch tán tiếp theo. Hình.02-05a. Chỉ có sự bật lên khuếch tán đầu tiên ( Sự phản xạ qua lại đầu tiên ), được tính bằng phương pháp irradiance map. Để thấy hình ảnh này có thể tính sự chiếu sáng trực tiếp và GI với first diffuse bounces - on, secondary bounces - off và lưu irradiance map đã tính vào file. Sau đó tắt tất cả các vật thể của khung cảnh ra khỏi sự chiếu sáng trực tiếp và render với irradiance map được load từ file. [...]... phản xạ toàn phần và hệ số trong suốt Vì xác suất luôn luôn hướng tới 1 nên tổng 3 hệ số đó cũng không được vượt qua 1 Chính điều đó đảm bảo thông số Energy preservation mode của vật liệu VRay (trong đó cho RGB cho rằng 0-255 tương ứng với khoảng 0 -1) và có lẽ chính vì thế photon map của Vray chỉ có thể tạo cho vật liệu loại VRayMtl Bản chất của "bàn quay Rulet kiểu Nga" – hệ số này hay hệ số kia càng... sáng đều Sự tuyển chọn các điểm để tính và lưu trong irradiance map diễn ra theo từng bước, bắt đầu từ độ phân giải thấp nhất của hình tới độ phân giải cao nhất Độ phân giải thấp nhất được xác định bởi thông số Min Rate; cao nhất - Max rate của nhóm thông số First diffuse bounces>Irradiance Map, giá của các thông số này là số mũ của cơ số 2 Như thế giá trị -2 ứng với ¼ còn 0 ứng với 1 Việc tính irradiance... sáng Điều này đạt được bằng cách cho thông số Retrace threshold – khoảng cách từ mép, nơi sẽ bắt đầu tính cả Retrace Bounces – số lượng lần bật lên được tính cần phải bằng giá trị của thông số Bounces của photon map Phương pháp này đòi hỏi thời gian khá lơn và không phải khi nào cũng cho kết quả tốt Ngoài ra đôi khi kết quả tính mép vẫn có thể hơi khác về màu sắc so với các phần khác của bề mặt, điều. .. nơi quá trình sẽ lặp lại Độ sâu tia dò trong Vray được cho bởi thông số Bounces trong bảng VRay: Global Photon map Khi đạt tới độ sâu cho trước ( số lần photon tương tác với các bề mặt), sự dò của photon sẽ dừng lại Trong các bản đồ photon của tất cả các mặt mà photon đã tương tác, lưu trữ các thông tin về tọa độ va chạm, năng lượng photon và hướng tới của nó Photon map cho bề mặt được tạo khi và chỉ... dấu tick của Generate diffuse và chỉ ra Diffuse subdivs Số lượng tối đa tia photon sẽ được xác định bởi bình phương số subdivs, còn thực sự - bởi các thông số ngưỡng của QMC Để tính photon map trong các tính chất của các vật thể Object settings cũng cần đánh dấu cho Generate GI và Receive GI 2 Photon map chỉ được tính cho các vật liệu Vray Cho các dạng vật liệu khác PM không làm việc 3 Photon map không... chữa bằng cách đặt đúng lại các nguồn sáng Bây giờ ta sẽ xem sét các thông số của maps - irradiance và photon Bản đồ Photon (Photon map) Ý tưởng photon map (PM) đơn giản – từ nguồn sáng ánh sáng theo tất cả các hướng chia năng lượng ánh sáng –“photon” Mỗi một hướng phóng (dò ) tới khi va chạm vào vật thể gần nhất của khung cảnh và ở đó xảy ra “tương tác” của photon với bề mặt Kết quả của của tương... map cần đặc biệt hiểu cặn kẽ một điều – một photon riêng lẻ không thể xác định chính xác sự chiếu sáng của điểm Để xác định chiếu sáng của điểm cần một bộ số lượng nhất định photon, gần với các tọa độ điểm và tổng năng lượng của chúng với những hệ số khối lượng xác định Bán kính của bộ đó được cho bởi tham Search distance trong bảng VRay: Global Photon map Các tham số xác lập cho Photon map Càng nhiều... của ánh sáng – thông số Max photons, xác định số photon được thu thập chứ không phải bán kính thu thập Sự khác nhau giữa Search dist và Max photons là ở chỗ khi có giá trị Search dist số lượng thật các photon được thu thập phụ thuộc vào mật độ photon của bản đồ Khi thiết lập giá trị Max photons số photon thu thập sẽ không đổi, mà bán kính thu thập sẽ thay đổi Khi dùng kết hợp các thông số sẽ tự cạnh... xung quanh nếu biết theo hướng nào các photon chuyển động!? Tiếc rằng Vray không sử dụng mẹo này Irradiance map Sự khác biệt của phương pháp irradiance map so với direct computation là ở chỗ, tính toán được thực hiện không phải cho tất cả các điểm của hình mà chỉ một ít trong số đó Sự chiếu sáng của các điểm còn lại được nội suy theo sự chiếu sáng đã được tính của các điểm gần nhất (phương pháp này... tính lại photon map khi thay đổi vị trí của camera và khi thay đổi cỡ ảnh Và cần phải tính lại trong tất cả các thay đổi khác của khung cảnh: tính chất của vật liệu và nguồn sáng, thay đổi về hình học và vị trí của các vật thể - tất cả những gì thay đổi sự chiếu sáng của khung cảnh Thông số Search dist và Max photons có thể thay đổi không cần tính lại photon map Điều đó cho phép tính photon map với mật . Các thông số điều khiển của VRay VRay: QMC Sampler Nhóm các biến điều khiển trong Vray bằng các tính chất chung của phương pháp Monte-Calro,. định bởi thông số Min. Rate; cao nhất - Max. rate của nhóm thông số First diffuse bounces>Irradiance Map, giá của các thông số này là số mũ của cơ số 2.