Диагностический рендер fg-расчета. Радиус 10см, fg Samples 1000

Настройка величины accuracy (Final Gather Samples) определяет отсутствие «шума» на рендере. «Гладкое» его значение зависит от плотности фотонной карты и радиуса сбора фотонов, а также от величины FG Radius – чем он меньше, тем больше FG Samples потребуется для достижения гладкости рендера. Изменение Final Gather Samples также оказывает влияние на плотность FG-точек – чем выше количество Samples, тем выше плотность FG-точек.

Хочу особо подчеркнуть, что если фотонная карта настроена неправильно, то есть является излишне «пятнистой», то получить гладкий рендер даже сильным накручиванием accuracy, скорее всего, не удастся.

Интерфейс настройки расчета FG в mr 3.3

Интерфейс настройки параметров fg-расчета

Samples

количество лучей, или FG- лучей, используемых для расчета интеграла непрямого освещения точки.

Radius

параметр определяет радиус поиска FG-точек для интерполяции освещения данной точки поверхности и плотность FG-точек.

Min. Radius

при попадании FG-точки в пределы этого радиуса, она обязательно будет использована для интерполяции, вне зависимости от величины ошибки.

Radii in Pixels

новая настройка, позволяет устанавливать размер Radius в пикселях. Когда эта функция отключена, Radius измеряется в мировых единицах (world units – метры, сантиметры и т.д.). Возможность установки величины Radius в пикселях удобна в том отношении, что позволяет наглядно представить размер области поиска FG-точек для интерполяции. С другой стороны, установка величины радиуса в пикселах позволяет добиться изменения детализации с изменением расстояния: для близких к камере объектов радиус будет меньше в мировых единицах, чем для более удаленных объектов при одном и том же значении радиуса в пикселах.

Filter

новая возможность, позволяет усреднять значения освещенностей соседних FG-лучей, что приводит к сглаживанию рендера. Практическую значимость имеют величины от 0 до 4. Значение 0 отключает фильтрацию, при Filter=1 усредняется 9 соседних FG-лучей, при 2 – 25 лучей, 3 – 49 и при 4 – 81 луч.

Trace Depth

недиффузные преломления и отражения для FG-лучей в количестве, устанавливаемом Max. Reflections, Max. Refractions и Max. Depth = Max. Reflections + Max. Refractions.

Use Falloff (Limits Ray Distance)

средство оптимизации FG-расчетов, позволяет исключить из расчетов те FG-лучи, длина которых меньше или превышает величины, заданные в Start и Stop соответственно. Использование Use Falloff наиболее предпочтительно для расчета освещения открытых сцен или больших по размерам интерьеров, почти бесполезна для небольших интерьеров (жилых помещений и т. д.).

Оптимизация расчета

В настоящее время существует два приема, которые позволяют существенно оптимизировать время расчета фотонных карт. О первом уже говорилось выше – это явное указание точного фактического радиуса того количества фотонов, которое используется для оценки освещения точек.

Второй способ относится к оптимизации расчетов FG, использующих GI фотонные карты. Суть его состоит в том, чтобы выполнить оценку освещения по фотонам в соответствии c настройками фотонной карты (количеством фотонов для оценки освещения, заданным в Maximum Num. Photons per Sample) и сохранить эти расчеты вместе с фотонной картой для последующего использования. Расчет выполняется по координатам фотонов, поскольку координаты рассчитываемых точек на этом этапе еще неизвестны. Во время рендера для каждой точки подбирается ближайший подходящий фотон и используется рассчитанное для него освещение. Таким образом, выигрыш в скорости должен получаться за счет того, что при каждом обращении к фотонной карте расчет освещения не выполняется, а берется его готовое значение из файла. Учитывая, что при FG расчетах количество лучей (и значит, количество обращений к фотонной карте) для каждой FG-точки может составлять до несколько тысяч, становится понятно, почему расчет с сохраненными расчетами освещения выполняется быстрее. Те, кто знаком с vRay, уловят аналогию с опцией convert to irradiance map в настройках фотонных карт этой программы.

На практике такая оптимизация достигается включением опции fast lookup в настройках расчета FG. При этом расчет фотонных карт несколько замедляется (незначительно), а объем фотонной карты увеличивается на 20% - 30%, поскольку сохранение рассчитанных освещенностей требует дополнительных 5 байт для каждой записи о фотонах в карте.

Наконец, и это особенно актуально для больших сцен, полезно ограничивать длину рассчитываемых FG-лучей при помощи Use Fallofff и использовать детализацию FG-расчета с расстоянием при помощи указания FG-радиуса в пикселах.

Расчет фотонная карта + FG

В следующей части обзора будут рассмотрены ambient occlusion, запекание текстур и новый шейдер SSS (subsurface scattering).