Эпов Д.А. - V-ray Методическое пособие - 2010. Vray Image Sampler (AntiAliasing) управление качеством сглаживания изображения
 Скачать 7.08 Mb.
|
Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 2 стр. 2 V-ray Image Sampler (AntiAliasing) - управле- ние качеством сглаживания изображения. В процессе визуализации практически любая си- стема рендеринга выполняет крайне трудоёмкий процесс, известный как антиаляйзинг - чаще всего данный термин переводят как «сглаживание изображения», хотя более правильно было бы сказать «противоступенчатость». Дан- ный процесс предназначен для устранения пиксельных ступенек на силуэтах визуализируемых объектов, на их деталях и текстурах. К сожалению, антиаляй- зинг в разы замедляет рендеринг изображения, но обойтись без него вряд ли возможно, поскольку в противном случае картинка смотрится рваной и ступенчатой. V-ray предлагает сразу три метода антиаляйзинга, различающиеся по скорости и качеству, а также по особенностям настройки. Задача пользователя - выбрать подходящий метод антиаляйзинга, и правильно подобрать его параметры. Разумеется, для черновика и финала настойка будет разная. без АА. (Fixed, subdivs = 1) Fixed subdivs = 4 Adaptive DMC min subdivs = 1 max subdivs = 4 Adaptive subdivision min rate = -1 max rate = 2 Методы антиаляйзинга: Fixed - сглаживание с фиксированным шагом. Устаревший метод, одинаково сильно сглаживает как сложные участки изображения требующие антиаляйзинга, так и совершенно однородные, не нуж- дающиеся в сглаживание участки, расходуя при этом массу лишнего времени. Тем не менее, именно данный способ даёт самый безупречный результат, без возможности ошибки. Качество регулируется единственным параметром Subdivs. На практике почти не применяется. Adaptive DMC - адаптивное сглаживание по методу «Direct Monte Carlo», отличается хорошим резуль- татом при разумной скорости рендера. Управляется двумя порогами качества min и max subdivs. Adaptive subdivision - адаптивное подразбиение, наиболее быстрый метод сглаживания, постоянно используемый для черновиков. Способен создавать «вату» - специфические повреждения изображения из-за ошибок антиаляйзинга. Несмотря на это, часто применяется и для финальных просчётов ввиду высокой скорости визуализации. Как и метод Adaptive DMC управляется двумя порогами качества, но может иметь как положительные, так и отрицательные значения настроек. На иллюстрациях видно, что метод Fixed по качеству примерно равен Adaptive DMC, но требует втрое больше времени на вычисления. Метод Adaptive subdivision демонстрирует наибольшую скорость, но создаёт эффект «ваты», что вполне допустимо для черновика, но непригодно для финала. Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 3 стр. 3 Таблица настройки размеров изображения, антиаляйзинга и фильтрации. Черновой рендер Параметр и его крат- кое описание. Финальный рендер. 320х240 - черновик маленького размера (экономия времени) 640х480 - черновик стандартного размера. Render size. размер изображения в пик- селях. Оказывает сильнейшее влияние на общее качество изображения, прорисовку мелких деталей и текстур. 1600х1200 - для просмотра с экрана компьютера. 3508х2480 - для печати в формате А4 (300 dpi). 7016х4960 - для печати в формате А3 (300 dpi). Быстрый метод сглаживания, от- лично подходящий для создания черновых рендеров: Метод Adaptive Subdivision min rate/max rate: -2/0 - максимальная скорость -1/1 - большее качество Antialiasing Сглаживание (противоступенчатость). Выбор метода сглаживания и его параметров. Медленно, но надёжно: Метод Adaptive DMC min subdivs/max subdivs: 1/3 - большая скорость 1/4 - большее качество или более быстрый, но менее ка- чественный метод сглаживания: Метод Adaptive Subdivision мax rate/min rate: 0/2 - большая скорость 0/3 - большее качество AREA - нейтральный (сглажи- вающий) фильтр, не даёт особых эффектов, но и не тратит лишнее время. AA Filter. Фильтрация - метод усред- нения пикселей во время антиаляйзинга. Позволяет регулировать резкость (чёткость деталей) изображения. AREA - нейтральный эффект. V-ray Lanczos Filter - большая сглаженность деталей изображе- ния, полезно для создания эффек- та фотографии. Size = 23 V-ray Sinc Filter - усиление резкости деталей изображения (аналог стандартного фильтра Catmul-Rom), применяется в архитектуре, интерьерах, техни- ческой визуализации. Расходует примерно на 15% больше време- ни. Size = 34 Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 4 стр. 4 V-ray Fur - V-ray мех. Технология V-ray fur предназначена для покрытия объектов ме- хом. Альтернативно может быть использована для создания коврового ворса или дикорастущей травы (для создания подстриженной газон- ной/рулонной травы скорее подходит технология V-ray Displacement). Создаваемый мех полноценно виден только на рендере, в окнах про- екций же V-ray попытается отобразить примерный результат работы меха без учёта количества ворсинок и их толщины. Одним из основных секретов данной технологии можно считать взаимосвязь скорости просчёта меха с количеством полигонов на объекте (больше полигонов - больше скорость). Наиболее рацио- нально применять V-ray fur к объектам с большим количеством полигонов. Например, в качестве базы для меха отлично подходят сплайны с применённым модификатором Garment Maker. Обычный Plane с сегментами 1х1. Не подходит для работы V-ray fur (мало сегментов). В случае применения V-ray fur высока вероятность бес- конечно долгого рендера. Сплайн (rectangle), к которо- му был применён модифика- тор Garment Maker. Множе- ство мелких полигонов делает работу V-ray fur быстрой и на- дёжной. Настройки (основные): Length - длина ворсинок. Thikness - толщина ворсинок. Gravity - сила гравитации, влияющая на сгиб ворсинок. Bend - сгиб ворсинок у их основания, действует совместно с гравитацией. Taper - заострение ворсинок на концах, полезно для создания травы. Knots - количество сегментов сгиба ворсинки, серьёзно влияет на быстродействие. Direction Variation - разница в направление наклона ворсинок. Length Variation - разница в длине ворсинок. Thikness Variation - разница в толщине ворсинок. Gravity Variations - разница в силе сгиба ворсинок. Per Area - коэффициент количества ворсинок на условный метр площади объекта. Данная настройка чаще всего служит причиной зависания меха на рендере. В раз- ных сценах, с разными единицами измерения и масштабами самой сцены, данный параметр может отличатся на несколько порядков. В неясных ситуациях, для на- чала рекомендуется поставить небольшую величину (примерно от 0,001) Настройки типовых поверхностей (ед. измерения сцены - сантиметры): Ковёр с коротким ворсом. Length - 2 Thikness - 0,2 Gravity - -1 Bend - 3 Knots - 6 Per Area - 2 Длинный ворс, плед, шуба. Length - 6 и более Thikness - 0,2 Gravity - -4 Bend - 1,5 Knots - 10 Per Area - 2 Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 5 стр. 5 V-ray Displacement - V-ray смещение. Технология V-ray displacement предназначена для получения сложного быстродействующего рельефа (неровности) на поверхностях любого типа. Результат достигается за счёт разбиения поверх- ности объекта на множество (миллионы и более) полигонов и построения из них рельефа согласно чёрно-белой карте, при этом светлые пиксели карты поднимают поверхность вверх, а чёрные - означа- ют нулевую высоту. Результат виден только на рендере. Основной недостаток V-ray Displacement - ин- тенсивный расход оперативной памяти (при неплохом быстродействии). На практике применяется для создания множества сложных поверхностей: от коврового ворса и газонной травы до гравировки и лепнины. У модификатора V-ray Displacement существуют два основных режима работы: 2D и 3D. 2D режим хорошо работает на плоских поверхностях (трава, ковёр), но не может эффективно действовать с трёхмерными объектами - остаются швы на угловых стыках плоскостей - в таком случае будет эффек- тивен 3D режим, имеющий функцию сшивания разрывов поверхности. Настройки (основные): 2D Mapping - 2D режим, работает быстрее, чем 3D, но эффективен только на плоскостях, т.к. оставляет разрывы на углах трёхмерных объектов. 3D Mapping - 3D режим, работает медленнее, расходует больше памяти, но умеет предотвращать разрывы поверхности трёхмерных объектов. Subdivision - cглаживание поверхности на рендере, наподобие Turbosmooth. Texmap - слот для установки карты смещения. Filter Blur - размывание карты смещения, делает рельеф мягче. Amount - максимальная высота рельефа (в ед. сцены). Shift - начальное смещение рельефа по отношению к базовой поверхности. Resolution (2D) - качество (чёткость) рельефа, расходует память, но позволя- ет продавливать более мелкие детали. Рекомендуются настройки в пределах 500-2000. Precision (2D) - качество (точность) рельефа, расходует быстродействие, по- зволяет точнее передать сложный рельеф. Рекомендуются значения 5-20. Edge Length (3D) - качество (чёткость) рельефа в режиме 3D, расходует память, но позволяет продавливать более мелкие детали. Рекомендуются на- стройки в пределах 4-1,5 (чем меньше значение, тем выше качество). Keep continuity (3D) - сшивание поверхности 3D объектов, не допускает разрывов на углах трёхмерных объектов. Разумно всегда включать в 3D ре- жиме. Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 6 стр. 6 Vraymtl - V-ray материал. V-ray располагает рядом собственных материалов (VrayMtl, VrayBlendMtl, VrayLightMtl и пр.), но лишь материал VrayMtl является материалом в обычном понимании этого термина, все прочие V-ray материалы представляют собой композитные конструкции (VrayBlendMtl, VrayMtlWrapper) или связа- ны с работой GI-освещения (Vray2sidedMtl, VrayLightMtl, VrayOverrideMtl). VrayMtl предлагает пользователю мощный и простой инструмент для создания практически любых реалистичных материалов (поверхностей). В сочетании с композитными материалами (в пер- вую очередь с VrayBlend) возможно накладывать несколько слоёв из VrayMtl, создавая многослойные поверхности. Например, стекло с наклейками или автокраска с аэрографией и наклейками поверх неё. Основные настройки Vraymtl: 1. Diffuse - основной цвет материала. 2. Roughness - условная неровность поверхности, пода- вляет излишнею фокусировку бликов. 3. Reflect - сила (задаётся яркостью) и оттенок отраже- ния среды в материале, взаимодействует с цветом Diffuse. 4. Fresnel reflection - включение режима отражения по закону Френеля, при котором сила отражения зависит от угла взгляда на поверхность. 5. Reflection glossiness - гладкость поверхности. При по- нижении ниже единицы вызывает размытие отражений в материале и появление пятна блика от точечных источ- ников. Любое значение меньше единицы включает вы- числительный механизм Quasi Monte Carlo, что серьёзно замедляет расчёт изображения. 6. Subdivs - качество вычисления размытых отражений, повышение subdivs даёт более аккуратный, менее шум- ный результат, но расходует время в геометрической про- грессии. 7. Use interpolation - применить интерполяционное сглаживание шума. 8. Max depth - максимальное количество отражений (для refraction - преломлений) одного луча. 9. Exit Color - цвет получаемый лучом при в случае достижения Max depth. 10. Refract - уровень прозрачности (задаётся яркостью) и оттенок фильтрации света, проходящего через прозрачную поверхность. Как и Reflect, взаимодействует с цветом Diffuse: желательно, чтобы Diffuse имел примерно тот же оттенок, что и Refract, либо был почти чёрным. 11. Glossiness - матовая прозрачность. Не путать с Reflection glossiness. Создаёт эффект матового стекла. При понижении ниже единицы включает Quasi Monte Carlo, что сильно снижает быстродей- ствие. 12 Subdivs - качество вычисления размытой прозрачности, делает прозрачный материал менее шум- ным, но расходует время в геометрической прогрессии. Работает только в случае, когда Glossiness меньше единицы. 13 Affect shadow - учитывать прозрачность материала при расчёте теней, для прозрачных материалов разумно всегда включать. 14 Affect alpha - учитывать прозрачность материала при расчёте альфа-канала (уровня прозрачности заднего фона), помогает при композиции изображения в Adobe Photoshop. 15 IOR - Index Of Refraction - коэффициент преломления. У разных прозрачных сред - разный, на- пример: воздух 1.0003, вода 1.333, стекло 1.6 (примерно), рубин 1.77, бриллиант 2.417. 16 Fog color - цвет тумана. Позволяет получить эффект затухания света в прозрачной среде. Для ак- тивации поставить любой цвет с яркостью (value) ниже 255. Может регулировать плотность среды с помощью настройки Fog Multiplier. Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 7 стр. 7 Vraymtl - схемы создания реальных материалов. Имеется простой способ научится применять Vraymtl для создания реалистичных материалов. Существуют несколько типовых схем настройки Vraymtl для различных реальных поверхностей. Все материалы реального мира можно условно разделить на четыре категории: матовые, глянцевые, метал- лические, прозрачные. Наиболее простой вариант. Не требует особых на- строек за исключением параметра Roughness в пределах 0-0,5. Для достижения реалистичного эффекта очень важ- но подобрать подходящие текстуры для каналов Diffuse и Для глянцевой поверхности важнее всего правильно настроить раздел параметров Reflection. 1. Включить режим отражения Fresnel. 2. Reflect поставить белый (близкий к белому). 3. Refl Glossiness поставить в пределах 1-0.5, можно руко- водствоваться приблизительной таблицей. 4. Установить параметр Subdivs в пределах 5-20, в зависимости от желаемого уровня подавления шума в отражениях. Высокие значения Subdivs расходуют значительно больше времени. Значе- ния выше десяти разумно ставить лишь для боль- ших плоскостей, например для пола или мебели. Для многих материалов, например для кожи, очень важна подходящая карта для канала Bump. Создание материала с матовой поверхностью: Создание материала с глянцевой поверхностью: Refl. Gloss. Материал (приблизительно). 1 Идеальная гладкость. 1-0,9 Кафель, пластик, стекло, автокраска. 0,9-0,8 Идеальный паркет, глянцевая краска. 0,8-0,7 Обработанное дерево (мебель). 0,7-0,6 Матовый пластик, клеёнка, кожа. 0,6-0,5 Шлифованный камень и бетон. 0,5 и менее Полу-матовые поверхности. Для металла важно почти полное совпадение яркости и оттенка Diffuse и Reflect. Также требу- ется установить желаемый уровень Refl. Glossiness. Для прозрачного материала можно использовать следующую схему: 1. Diffuse поставить чёрный (или почти чёрный). 2. Установить параметры раздела Reflection, как для очень гладкой поверхности (см. глянцевую схему). 3. Refract поставить в соответствии с прозрачностью мате- риала и его оттенком. 4. Установить галочки Affect shadow и Affect alpha. 5. Для получения эффекта матового стекла можно понизить Glossiness, в пределах 0,6-0,9 (приводит к сильной потере скорости рендера данного материала). Создание материала с металлической поверхностью: Создание материала с прозрачной поверхностью: Тип обработки металла. Яркость (Value) для Diffuse и Reflect. Refl. Glossiness. Литьё, прокат. от 50 от 0,5 Шлифовка. от 120 от 0,7 Полировка. от 200 от 0,9 Хром, зеркало. от 220 1 Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 8 стр. 8 Vraymtl - продвинутые глянцевые материалы. Для создания реалистичных глянцевых материалов возможно расширить базовую схемой глян- цевого материала следующими настройками: Регулирует силу и оттенок отражения для каждого пикселя поверхности отдель- но. Позволяет получить блики на материале без использова- ния Reflection Glossiness, что заметно сокращает время рендера. Очень полезно для материала стекла или хрома. С помощью коэффициента Fresnel IOR можно контролировать кри- вую силы отражения в режиме Френеля. Разумные пределы 1,2 - 5. Альтернативно, для этого же эффекта в канал Reflect можно установить карту Falloff, выключив при этом галочку Fresnel (устаревший метод). Карта Falloff может быть использована для канала Diffuse с целью поставить цвет материала в зависимость от угла взгляда на его поверхность. В реальном мире так ведут себя эмали, лакированные поверхности, автокраска. Первый цвет карты Falloff задаёт цвет материала под прямым углом взгля- да на него, второй - под касательным. 4. Кривая отражений в режиме Френеля (индикатриса). 3. Highlight Glossiness - блеск (блики) материа- ла без размытия отражений. 2. Reflection Map карта отражений. 1. Карта Falloff для канала Diffuse. Центр компьютерного обучения «Специалист» при МГТУ им. Н.Э.Баумана, www.specialist.ru. Автор: Эпов Дмитрий Андреевич, 2010 г. epov@specialist.ru стр. 9 стр. 9 |