Irradiance map
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Generale
Questa sezione permette all' utente di controllare e settare nel dettaglio i vari aspetti dell'irradiance map (IM). Questa sezione è abilitata solo quando irradiance map è scelta come il metodo GI per i "diffuse bounces" primari. (Vedi "Primary bounces" su Indirect Illumination)
Alcune conoscenze di base per capire come funziona l'irradiance map sono necessarie per comprendere il significato di questi parametri.
Irradiance (*irraggiamento) è una funzione definita per qualsiasi punto nello spazio 3D e rappresenta la luce che arriva nel punto da ogni possibile direzione. In generale, l'irradiance è differente in ogni punto e in ogni direzione. Tuttavia, ci sono due utili restrizioni da considerare .
La prima è surface irradiance - che è l'irradiance che arriva sul punto che giace sulla superficie dell'oggetto nella scena. Questa è un restrizione naturale poichè siamo generalmente interessati all'illuminazione degli oggetti nella scena e gli oggetti sono generalmente definiti per mezzo della loro superficie. La seconda restrizione è la diffuse surface irradiance - che è il totale della luce che arriva in un dato punto della superficie, indipendentemente, dalla direzione di provenienza.
Semplicemente, si può pensare alla diffuse surface irradiance come il colore visibile della superficie, se assumiamo che il suo materiale sia puramente bianco e diffuso.
In V-Ray, il termine irradiance map si riferisce ad un metodo per calcolare efficientemente la diffuse surface irradiance per gli oggetti nella scena. Poichè non tutte le parti della scena hanno lo stesso dettaglio nella illuminazione indiretta, esso ha la funzione di calcolare la GI più accuratamente nelle parti importanti (e.g. dove oggetti sono vicini uno all'altro, o in luoghi con ombre nette- "sharp" generate dalla GI ), e meno accuratamente nelle parti meno importanti (e.g. aree illuminate grandi e uniformi). L'irradiance map si crea quindi in maniera adattativa. Questo è ottenuto renderizzando l'immagine svariate volte (ogni rendering è chiamato pass, passo) con risoluzione doppia ogni passo.
L'idea è partire con una bassa risoluzione (un quarto della risoluzione dell'immagine finale ) e lavorare sulla risoluzione finale dell'immagine.
Irradiance map è infatti un insieme di punti nello spazio 3d (una nube di punti ) assieme con il calcolo della GI in quei punti. Quando un oggetto è colpito durante un GI pass, V-Ray guarda l' irradiance map per vedere se ci sono punti simili nella posizione e nell'orientamento del punto attuale. Da questi punti già calcolati, V-Ray può estrarre varie informazioni (es. se ci sono degli oggetti nelle vicinanze, con quale velocità varia la GI e altro ). Basandosi su queste informazioni, V-Ray decide se la GI per il punto attuale può essere adeguatamente interpolata dai punti già presenti nella irradiance map, o no. Altrimenti la GI per il punto attuale viene calcolata, e quel punto viene memorizzato nella irradiance map.
Parameters
Built-in presets
Current preset - questo menu a tendina permette di scegliere fra svariati presets per alcuni parametri dell' irradiance map . Puoi utilizzarli per impostare velocemente color, normal e distance thresholds (soglie),sia min/max rates. I seguenti preset sono disponibili:
- Very low - questo preset è usato a scopi di preview per mostrare l'illuminazione generale nella scena.
- Low - un preset di bassa qualità a scopi di preview
- Medium - un preset di media qualità funziona bene in molte situazioni, in scene che non hanno piccoli dettagli.
- Medium animation - un preset di media qualità finalizzato nel ridurre il flickering nelle animations - Distance threshold è più elevata.
- High - un preset di alta qualità che funziona bene in molte situazioni anche per scene con piccoli dettagli sia per la maggior parte delle animazioni.
- High animation - un preset di alta qualità che può essere usato se High preset produces flickering nelle animazioni - la Distance threshold è più elevata.
- Very high - un preset molto di alta qualità ; può essere usato per scene con dettagli estremamente piccoli e intricati.
Considera che i presets sono finalizzati per una tipica immagine 640x480 . Immagini più grandi di solito si possono rendere con più bassi Min/Max rates rispetto a quelle specificate nei preset.
Basic parameters
Min rate - questo valore determina la risoluzione per il primo GI pass. Un valore di 0 significa che la risoluzione sarà la stessa della risoluzione del rendering finale, che renderà l' irradiance map simile al metodo di computazione diretta. Un valore di -1 significa che la risoluzione sarà metà di quella dell'immagine filane e cosi via. Generalmente devi mantenerlo negativo im modo tale che la GI è velocemente calcolata per vaste regioni piatte nell'immagine. Questo parametero è simile a (sebbene non uguale a) Min rate del Adaptive subdivision image sampler.
Max rate - questo valore determina la risoluzione dell'ultimo GI pass. Questo è simile a (sebbene non uguale a) Max rate di Adaptive subdivision image sampler.
Color threshold (Clr thresh) - questo parametro controlla quanto l'algoritmo dell' irradiance map è sensibile ai cambiamenti nella luce indiretta. Valori più alti significano meno sensibilità; valori più bassi rendono l' irradiance map più sensibili ai cambiamenti di luce (producendo così una più elevata qualità dell'immagine).
Normal threshold (Nrm thresh) - questo parametro controlla quanto l' irradiance map è sensibile ai cambiamenti nelle normali di superficie e piccoli dettagli di superficie. Valori più alti significano meno sensibilità; valori più bassi rendono l'irradiance map più sensibilie alle curvature di supericie e piccoli dettagli.
Distance threshold (Dist thresh) - questo parametro controlla quanto l'irradiance map è sensibile alla distanza tra le le superfici. Un valore di 0.0 significa che l' irradiance map non dipenderà per niente dalla vicinanza dell'oggetto; valor più elevati piazzano più samples in luoghi dove gli oggetti sono vicino l'uno all'altro.
Hemispheric subdivs (HSph. subdivs) - questo controlla la qualità di GI samples individuali. Valori bassi rendono il calcolo più veloce, ma possono produrre risultati coperti di macchie. Valori più elevati producono immagini più uniformi. Questo è simile a Subdivs nella direct computation. Considera che questo non è il reale numero di raggi che saranno tracciati. Il reale numero di raggi è proporzionale al quadrato di questo valore e dipende anche dai settaggi nel rQMC sampler rQMC sampler rollout.
Interpolation samples (Interp. samples) - questo è il numero di GI samples che saranno usati per interpolare la indirect illumination in un dato punto. Valori alti tendono a offuscare il dettaglio nella GI sebbene il risultato sarà più uniforme. Valori bassi producono risultati con più dettaglio, ma possono produrre macchie se è stato usato un basso valore per Hemispheric subdivs
Options
Show samples - quando questa opzione è on, V-Ray mostrerà visualmente i samples nel irradiance map come piccoli punti nella scena.
Show calc phase - quando questa opzione è on, V-Ray mostrerà i passi del calcolo mentre l'irradiance map viene calcolata. Questo darà una vaga idea dell'indirect illumination anche prima che il rendering finale sia completo. Considera che selezionando on si rallentano un pò i calcoli, specialmente per grosse immagini. Questa opzione è ignorata quando ???rendering to fields??? - in quel caso, la fase di calcolo non è mai mostrata.
Show direct light - questa opzione è disponibile solo quando Show calc phase è on. Essa porterà V-Ray a mostrare sia l'illuminazione diretta per i diffuse bounces primari oltre che all'illuminazione indiretta, mentre l' irradiance map viene calcolata. Considera che V-Ray non ha effettivamente bisogno di calcolare ciò. L'opzione è solo per convenienza. Ciò non significa che la direct lighting non è calcolata affatto - essa viene calcolata, ma solo per i diffuse bounces secondari (solo ai fini della GI ).
Detail enhancement
Detail enhancement (aumento di dettaglio) è un metodo per portare ulteriori miglioramenti all'irradiance map nel caso in cui vi siano piccoli dettagli nell'immagine. A causa della sua limitata risoluzione, l' irradiance map tipicamente offusca la GI in queste aree o produce risultati macchiati o flickering. Detail enhancement è un modo per calcolare questi piccoli dettagli con un metodo di QMC sampling di alta precisione. Ciò è simile al funzionamento di un passo di ambient occlusion, ma è più preciso poichè prende in considerazione il rimbalzo della luce.
On - selezionandolo, detail enhancement si attiva per l'irradiance map. Considera che una irradiance map calcolata in questo modo non dovrebbe essere usata senza l'opzione detail. Quando detail enhancement è On, puoi usare settings bassi per l'irradiance map e più elevati Interpolation samples. Questo perchè irradiance map è usata solo per catturare l'illuminazione distante, mentre direct sampling è usata maggiormente nelle aree vicine ai dettagli.
Scale - questo determina le unità per il parametro Radius :
Screen - il raggio è misurato in pixels dell'immagine.
World - il raggio è in world units.
Radius - questo determina il raggio per l'effetto Detail enhancement.
Un raggio piccolo significa che piccole parti attorno i dettagli nell'immagine sono campionate con alta precisione - veloce ma meno preciso.
Un raggio grande significa che più parte della scena userà una alta precisione di campionatura - lento ma più preciso.
Tutto ciò è simile al parametro radius per un passo di ambient occlusion.
Subdivs mult. - questo determina il numero di samples presi per la campionatura di alta precisione in percentuale al valore di Hemispheric subdivs.
Un valore di 1.0 significa che il numero di samples dell'irradiance map sarà lo stesso del numero di subdivs. Valori minori creano aree di detail-enhanced con più noise, ma veloci nell'essere renderizzate.
Advanced options
Interpolation type - questa opzione è usata durante il rendering. Serve per selezionare il metodo per interpolare il valore di GI dai samples nella irradiance map.
Weighted average media ponderata - questo metodo fa un semplice blend (miscelatura) tra i GI samples nella irradiance map basato sulla distanza dal punto di interpolazione e la differenza nelle normali. Semplice e veloce, ma produce risultati cubettosi.
Least squares fit minimo adattamento quadrati - il metodo di default; esso prova a calcolare un valore GI che si adatti al meglio in mezzo ai samples della irradiance map. Produce risultati più uniformi rispetto al metodo weighted average, ma è più lento. Inoltre artefatti circolari possono apparire in posti dove sia il contrasto sia la densità dei samples della irradiance map cambiano su (estensione) un'area piccola.
Delone triangulation - tutti gli altri metodi di interpolazione sono blurry methods - cioè, essi tendono ad offuscare (blur) i dettagli nella indirect illumination. Inoltre, i blurry methods sono inclini al density bias (vedere sotto per una descrizione). Al contrario, Delone triangulation è un non-blurry method e preserva il dettaglio mentre evita il density bias. Poichè esso non è non-blurry, il risultato può apparire con più noise (offuscando si tende a nascondere il noise). Più samples saranno necessari per ottenere un risultato sufficientemente liscio. Questo può essere ottenuto sia aumentando Hemispheric subdivs sia diminuendo Noise threshold nel QMC sampler rollout.
Least squares con Voronoi weights - questo è una modifica del least squares fit mirata a evitare il ringing (artefatti circolari) prendendo in considerazione la densità dei samples nella irradiance map. Questo metodo è particolarmente lento e la sua efficacia è alquanto discutibile.
Sebbene tutti i tipi di interpolazioni hanno la loro utilità, è probabile che abbia più senso usare Least squares fit o Delone triangulation. Usando un blurry method, Least squares fit nasconde il noise e produce un risultato uniforme. Esso è perfetto per scene con ampie superfici liscie. Delone triangulation è un metodo più esatto, che generalmente richiede più hemispheric subdivs e alti valori di Max rate in irradiance map (e quindi più tempo di rendering ), ma produce risultati accurati e senza blurring. Questo è particolarmente evidente in scene dove ci sono un grossa quantità di piccoli dettagli.
Sample lookup - questa opzione è usata durante il rendering. Essa seleziona il metodo di scelta dei punti disponibili dalla irradiance map per essere usati come base per l'interpolazione.
Nearest - questo metodo sceglie semplicemente quei samples della irradiance map che sono più vicini al punto di interpolazione. (Come molti punti saranno scelti è determinato dal valore di Interpolation samples ). Questo è il più veloce metodo di ricerca e era il solo disponibile nelle precedenti versioni di V-Ray. Un inconveniente di questo metodo è che in posti dove la densità dei samples nella irradiance map cambia , esso prenderà più samples nelle aree con più elevata densità. Quando un metodo di blurry interpolation è usato, questo conduce al cosiddetto density bias che può portare ad una interpolazione incorretta e artefatti in tali posti (maggiormente ai limiti delle ombre di GI ).
Nearest quad-balanced - Questo è una estenzione del nearest lookup mirata a evitare il density bias. Essa divide lo spazio attorno al punto di interpolazione in 4 aree e prova a trovare un uguale numero di samples in tutte queste aree (da qui il nome quad-balanced). Il metodo è un pò più lento che il semplice Nearest lookup, ma in generale è molto performante. Uno svantaggio si ha quando qualche volta, nel tentativo di trovare i samples, egli può prendere samples che sono lontani e non rilevanti rispetto al punto interpolato.
Precalculated overlapping - questo metodo fu introdotto nel tentativo di evitare gli svantaggi dei due metodi precedenti. Esso richiede un passo di preprocessing dei samples durante il quale un raggio di influenza è calcolato per ogni sample. Questo raggio è grande per samples in posti a bassa densità, e piccolo per posti ad alta densità. Quando si interpola l'irradiance in un punto, il metodo sceglierà ciascun sample che contiene quel punto all'interno del suo raggio di influenza.
Un vantaggio di questo metodo è che quando viene usato con un metodo di blurry interpolation produce una funzione continua (smooth). Anche se il metodo richiede un passo di preprocessing
esso è spesso più veloce degli altri due. Queste due proprietà lo rendono ideale per risultati di alta qualità. Uno svantaggio di questo metodo è che qualche volta dei samples solitari che sono lontani possono influenzare la parte sbagliata della scena. Inoltre esso tende a offuscare la soluzione di GI di più rispetto agli altri metodi.
Density-based - il metodo di default ; esso combina Nearest e Precalculated overlapping ed è veramente efficace nel ridurre artefatti circolari e artefatti dovuto a bassi sampling rates. Anche questo metodo richiede un passo di preprocessing per calcolare la densità dei samples , ma esso è leggermente più veloce nella scelta mentre prende in considerazione la densità dei samples.
Essendo il più veloce dei tre metodi Nearest può essere usato per le previews .Nearest quad-balanced si comporta abbastanza bene nella maggioranza dei casi. Precalculated overlapping è veloce e in molti casi si comporta molto bene, ma può tendere a offuscare la soluzione di GI. Il metodo Density-based produce risultati veramente buoni nella maggioranza dei casi ed è il metodo di default.
Considera che il metodo di lookup è maggiormente importante quando si usa un metodo di blurry interpolation . Quando si usa Delone triangulation, il metodo di sample lookup non influenza molto il risultato.
Calc. pass interpolation samples - questo è usato durante il calcolo della irradiance map. Esso rappresenta il numero dei samples già calcolati che saranno usati per guidare l'algoritmo di sampling. Valori buoni sono tra 10 e 25. Bassi valori possono velocizzare il passo di calcolo, ma possono non fornire informazioni sufficienti. Valori più elevati rallentano e causeranno sampling addizionale. In generale questo parametro andrebbe lasciato al suo valore di default di 15.
Use current pass samples - questo è usato durante il calcolo della irradiance map. Quando selezionato questo causa l'uso di tutti i samples calcolati finora.
Deselezionato permette a Vray di usare solo i samples raccolti durante i passi precedenti, ma non quelli calcolati prima del passo corrente. Mantenendolo selezionato Vray prenderà meno samples (e quindi calcolerà l'irradiance map più velocemente). Questo significa che su macchine multiprocessore, svariati threads modificheranno l'irradiance map allo stesso tempo.
A causa della natura asincrona di questo processo, non c'è garanzia che il rendering della stessa immagine produca due volte la stessa irradiance map. Normalmente questo non è affatto un problema ed è raccomandato quindi mantenere questa opzione selezionata.
Randomize samples - questo è usato durante il calcolo della irradiance map. Quando selezionato i samples dell'immagine saranno randomizzati. Deselezionandolo produce invece samples allineati in una griglia sullo schermo. In generale questa opzione dovrebbe essere mantenuta selezionata per evitare artefatti causati da samples regolari.
Check sample visibility - questo è usato durante il rendering. Esso costringerà V-Ray ad usare solo quei samples della irradiance map che sono direttamente visibili dal punto interpolato . Questo può essere utile per prevenire "light leaks" (*fuoriuscite di luce) attraverso muri sottili con illuminazione molto diverse sulle superfici. Tuttavia rallenta il rendering, poichè V-Ray traccia raggi addizionali per determinare la visibilità del sample.
Mode
Mode - questi gruppi di controlli permettono all'utente di selezionare la modalità con cui l'irradiance map è (ri)usata.
Bucket mode - con questa modalità, una irradiance map separata è usata per ogni regione renderizzata ("bucket"). Questo è particolarmente utile poichè permette di distribuire i calcoli di irradiance map fra svariati computers quando si usa distributed rendering. Bucket mode può essere più lento rispetto a Single frame , poichè un bordo addizionale deve essere calcolato attorno ad ogni regione per ridurre artefatti nei lati tra limitrofe regioni. Nondimeno, ci possono essere artefatti. Essi possono essere ridotti usando settings più elevati per l' irradiance map ( High preset, più hemispheric subdivs e/o minore Noise threshold per il QMC sampler).
Single frame - il mode di default ; un single irradiance map è calcolato per l'intera immagine, e una nuova irradiance map è calcolata per ogni frame. Nel corso del distributed rendering, ogni render server calcolerà la sua propria full-image irradiance map. Questo è il mode da usare quando si fa il rendering di animazioni di oggetti in movimento . Assicurati inoltre che l'irradiance map sia abbastanza di qualità per evitare il flickering.
Multiframe incremental - questo mode è utile quando si fa il rendering di una sequenza di frames (non necessariamente consecutivi) dove solo la camera si muove attorno (le cosidette fly-through animations). V-Ray calcolerà una nuova full-image irradiance map per il primo first frame; per tutti gli altri frames V-Ray proverà a riutilizzare e perfezionare l' irradiance map che ha calcolato finora. Se l'irradiance map è di sufficientemente di alta qualità per evitare il flickering, questo mode può essere usato nel network rendering - ogni rendering server calcolerà e perfezionerà la sua propria irradiance map locale.
from file - in questo mode V-Ray caricherà semplicemente l' irradiance map dal file all'avvio della sequenza di rendering e userà questa map per tutti i frames nell' animazione. Nessuna nuova irradiance map sarà calcolata. Questo mode può essere usato per fly-through animations e funziona bene nel network rendering .
Add to current map - in questo mode V-Ray calcolerà una completamente nuova irradiance map e la aggiungerà a quella già presente in memoria. Questo mode è utile quando si compila una irradiance map per renderizzare viste multiple di una scena statica.
Incremental add to current map - in questo mode V-Ray userà l' irradiance map che è già in memoria e perfezionerà solo i posti che non hanno sufficiente dettaglio. Questo mode è utile quando si compila una irradiance map per renderizzare viste multiple di una scena statica o una fly-through animation.
Il mode di irradiance map che dovrebbe essere usato dipende dal particolare rendering task - una scena statica , un scena statica renderizzata da multiple views, una fly-through animation o una animation con oggetti in movimento. Rimandiamo alla sezione tutorials per maggiori informazioni.
Irradiance map control buttons
Browse - questo pulsante permette all'utente di selezionare l'irradiance map dal file che sarà caricato se from file mode è selezionato. In alternativa, l'utente può digitare il percorso con il nome del file direttamente nell'edit box.
Save to file - questo salverà sul file l'irradiance map che è attualmente in memoria. Considera che Don't delete nel gruppo On render end deve essere on. Altrimenti V-Ray cancellerà automaticamente l'irradiance map alla fine del processo di rendering.
Reset irradiance map - questo cancellerà l'irradiance map dalla memoria.
On render end
Questo gruppo di controlli dice a V-Ray cosa fare dell'irradiance map alla fine del processo di rendering .
Don't delete - di default questa opzione è on, che significa che V-Ray manterrà irradiance map in memoria fino al prossimo rendering. Se questa opzione è deselezionata, V-Ray cancellerà l'irradiance map quando il rendering sarà completo. Questo significa che tu non potrai salvare l'irradiance map manualmente dopo.
Auto save - se questa opzione è selezionata, V-Ray salverà automaticamente l'irradiance map sul file alla fine del rendering. Questo mode è particolarmente utile se tu vuoi mandare l'irradiance map per il rendering su una diversa macchina attraverso il network rendering.
Switch to saved map - questa opzione è disponibile solo se Auto save è on. Se Switch to saved map è on, allora V-Ray setterà automaticamente irradiance map mode su from file e setterà il nome del file con quello della map appena salvata
Note
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