Global Illumination Sampling / Undersampling QMC

В этом уроке вы узнаете как образуется глобальное освещение и как Shade Rate (уровень тени), известный как undersampling проявляет sampling и оказывает влияние на ваше изображение.

Создайте сценку похожую на ту, которая изображена на рисунке1.

В качестве источника освещения выберите Brasil Rectangle Area.

Рисунок1

 

Как вы можете увидеть, GI не активировано, поэтому в сцене нет светового распределения потока(см. рисунок2).

Рисунок2

 

Сейчас мы начнем работать с GI, проверьте включение Indirect Illumination в свитке Brazil: Luma Server в окне render Scene. Рисунок3 показывает изначальные настройки сцены. Здесь активировано несколько больше опций. Настройка View Rate показывает сколько образцов GI берутся с тени источника света. С настройкой Shade Rate вы познакомитесь в следующей части. Настройка Bounces (Отскоки) означает как много "отскоков" свет может сделать.

Рисунок3

Как вы можете увидеть, конечное изображение(см. рисунок4) получилось не очень хорошее, довольно зернистое.

   

Рисунок4

Это происходит потому что, настройка View Rate очень мала. Настройка View Rate определяет какое количество лучей просчитывает световой поток. Если вы увеличите View Rate до 15 и пересчитаете сцену снова, изображение должно получится сходным с рисунком5.

                                        Рисунок5

ВЫ заметили,как улучшилось качество изображения, но его все же недостаточно для финального изображения.

Поэкспериментируйте с различными настройками, но будьте осторожны потому что установка Shade Rate на 0/0, может существенно замедлить время рендеринга.

 

Shade Rate - Парадокс.

Вы можете экспериментировать с Shade Rate, или использовать изначальные настройки Shade Rate -3/0.Shade Rate или undersampling использует распространение светового образца сверх указанного числа пикселов - (-1 для 2х2, -2 для 4х4, -3 для 8х8 и так далее) и "смешивает" их. Многие думают что undersampling не очень хорошая вещь, но вы не даете каждому пикселу световой образец, и при включении вы замечаете, что изображению не хватает качества, но это просто работа undersampling.

Возмите как пример эту сцену(см.рисунок6). В ней не очень много деталей, здесь много ровных поверхностей, поэтому нет смысла брать больше одного светового образца на пиксел. Изображение показано с настройкой View Rate на 15, а Shade Rate на -3/0 (min/max). Это напоминает сжатое изображение в формате JPEG.

Я думаю это основная причина отказа использовать undersampling, для тестовых изображений.

                                        Рисунок6

Существует еще несколько настроек для увеличения гладкости изображения и скорости просчета.

Как вы можете явно заметить, изображение получилось более сглаженное по сравнению с предыдущим, несмотря на пятнистость, и также выгодное по времени рендеринга (1:25 с undersampling, 11:39 без undersampling).

Сейчас установите samples на 45, нажмите Contrast Box в свойствах Shade Rate, установите 10,10,10 (RGB) и пересчитайте сцену снова(см.рисунок7). Contrast реально показывает сколько контраста необходимо для настройки Shade Rate на 1 уровень. Это позволяет использовать адаптивный sampling.

Причина - мы должны убедиться, что не происходит типового образования (sample aliasing ) (артефактов около острых граней) в сцене.

Время рендеринга 13:48, на 2 минуты дольше, чем предыдущее изображение, но более качественное, близкое к совершенному( даже без anti-aliasing)

Поиграйте с настройками undersampling и sample rates, когда вы получите навык, вы станете постоянно использовать undersampling.

                                        Рисунок7

Существует несколько вещей, которые надо прекрасно знать при использовании GI и undersampling.

Когда используете undersampling, осторожно используйте карты bump. Если undersample слишком много, ваша карта bump не будет корректно отображена, особенно при использовании GI, например в сцене освещаемой источником света skylight. Для решения этой проблемы, настройте max [Shade Rate] на 1 или 2, если этого окажется недостаточно для карт bump, поднимите настройку min [Shade Rate].

Не перестарайтесь. Слишком высокие настройки undersampling дадут нежелательные результаты. Если сцена имеет множество деталей, не используйте такую настройку -4/0.

Постарайтесь не назначать max [Shade Rate] ниже 0. Это будет означать максимум для sample point больше чем 1x1 пиксел, и задаст вашему gi вид aliased

Распространяемый Свет (Diffused Light) - Упрощенная Модель (A Simplified Model)

Каждый образец представляет собой, композицию из меньших образцов, взятых вокруг сцены, подобно рэйтрэсовому отражению, кроме метода образования освещения в сцене распределением множества лучей от точки образца.

Изображение выше показывает взятие нескольких образцов вокруг сцены для определения уровня диффузии.

Настройка [View Rate] в Brazil r/s сколько образцов берется от источника света.

Используя данный метод, вы можете понять почему сцены с высокой контрастностью получаются очень зернистыми. Чем более высока контрастность сцены, тем большее количество лучей должно использоваться для представления светового образца, включая все высокоосвещенные точки сцены.

Хорошим примером будет источник света объект. Вы можете использовать его, и заметить, что чем меньше размер источника света, тем большее количество образцов вам необходимо использовать для получения качественного изображения.

Удачи!