Indirect illumination (GI)

General

Approaches to indirect illumination

Primary and secondary bounces

Parameters

Notes

 

General

Approaches to indirect illumination

V-Ray использует несколько подходов для расчета непрямого света с различными
вариантами компромисса между качеством и скоростью:

 

• Direct computation - (Quasi-Monte Carlo GI) - это самый простой подход; непрямой
  свет GI рассчитывается независимо для каждой точки поверхностей сцены путем
  прослеживания лучей в различных направлениях от этой точки.
  
  Преимущества:
  • Этот подход сохраняет все детали (мелкие и четкие тени) в непрямом освещении;
  • Прямой расчет свободен от дефектов, таких как мерцание (flicker) при анимации;
  • не требует дополнительной памяти;
  • Непрямое освещение в случае быстрого движения (motion-blurred) объектов рассчитывается корректно.
    

  Недостатки:

  • Этот подход очень медленный для сложных сцен (например, освещения помещений);
  • прямой расчет создает шум в изображении, который может быть устранен только
    увеличением числа лучей, что в свою очередь еще больше замедляет рендер.
    
    
• Irradiance map - этот алгоритм основан на кэшировании; основная идея состоит в
  том чтобы рассчитать освещение только для небольшого числа точек в сцене, и
  затем интерполировать результат для остальных точек.
  
  Преимущества:
  • irradiance map алгоритм очень быстрый по сравнению с прямым просчетом,
    особенно для сцен с большим количеством плоских поверхностей;
  • шум присущий прямому просчету значительно уменьшается при использовании
    irradiance map;
  • irradiance map может быть сохранена и повторно использована из файла, для
    ускорения рендера других видов сцены (других положений камеры) или fly-through
    анимации;
  • irradiance map может быть так же использована для ускорения просчета прямого
    диффузного света от area light источников.
    
    

  Недостатки:

  • Некоторые детали в GI, могут быть потеряны или размыты в результате
    интерполяции;
  • Если используются low настройки, может появиться мерцание (flicker) при
    анимации;
  • irradiance map требует дополнительной памяти;
  • непрямое освещение с быстро движущимися объектами (motion-blurred) может быть
    не совсем корректным и может вести к появлению шума (хотя в большинстве случаев
    этого не происходит).
    
    
• Photon map - этот алгоритм основан на трассировке лучей начиная от источников
  света и дальше отражающихся на поверхностях объектов сцены. Может использоваться
  для рендера помещений или полуоткрытых сцен с большим количеством света и
  маленькими "окнами". Photon map обычно не дает достаточно хорошего результата
  для использования в финишном рендере; однако может быть использован как грубое
  приближение освещения сцены.
  
  Преимущества:
  • photon map может давать грубое приближение освещения сцены очень быстро;
  • photon map результат может быть сохранен для ускорения рендера с других точек той же сцены или fly-through анимации;
  • photon map не зависит от положения камеры.
    
    

  Недостатки:

  • photon map обычно не подходит для получения финального результата;
  • требует дополнительной памяти;
  • в V-Ray's варианте, просчет освещения двигающихся (motion-blurred) объектов не совсем точен (хотя это не составляет проблемы в большинстве случаев);
  • photon map требует обязательного использования источников света, не может
    работать с environment lights (skylight).
    
• Light map -алгоритм приближенного расчета глобального освещения в сцене. Очень похож на photon mapping, но без многих его ограничений. light map строится путем прослеживания множества путей начиная от камеры. Каждое отражение на пути сохраняет освещение от других лучей в 3d структуре, подобной photon map.
  Light map это универсальное GI решение которое может быть использовано и для интерьеров (помещений) и для открытых сцен, или прямо или как алгоритм вторичного отскока совместно с irradiance map или direct GI методом.
  
  Advantages:
  • lightmap просто настраивается. Лучи прослеживаются только от камеры, в противоположность photon map, в котором лучи должны быть прослежены от каждого источника, что требует дополнительного времени на подготовку просчета каждого источника.
  • light-mapping алгоритм работает эффективно с любыми видами источников - включая skylight, self-illuminated объекты, non-physical, photometric и и.д.. В противоположность, photon map не ограничен в световых эффектах, которые может воспроизвести - например photon map не может воспроизвести освещение от skylight или от стандартного omni без обратно квадратичного снижения интенсивности с расстоянием.
  • Light map обеспечивает корректные результаты в углах и вокруг небольших объектов. Photon map, использует сложный алгоритм оценки плотности, который часто дает ошибочные результаты, или затемняя или пересветляя такие области.
  • Во многих случаях light map может быть использован для быстрого и
    качественного превью освещения в сцене.

   

  Disadvantages:

  • Как и irradiance map, light map зависит от положения камеры. Однако, генерирует аппроксимацию освещения всей сцены вместе с невидимыми для камеры частями, например, один просчет дает полную оценку GI в замкнутом помещении; * В настоящее время работает только с V-Ray материалами;
  • В настоящее время работает только с V-Ray материалами;
  • Так же как и photon map, light map не адаптивный метод. Освещение рассчитывается с постоянным качеством, установленным пользователем в настройках.
  • light map работает не достаточно хорошо с bump maps;
  • используйте irradiance map или direct GI для получения корректных результатов при использовании bump maps.
  • Просчет освещения движущихся объектов (motion-blurred) выполняется не полностью корректно, хотя и дает очень сглаженный результат, так как lightmap сглаживает GI во времени (что противоположно irradiance map, где каждый сэмпл просчитывается в отдельный момент времени).

  
  

Какой метод использовать? Это зависит от задачи. Раздел с примерами может помочь
в выборе подходящего метода для вашей сцены.

Primary (первичный) и secondary (вторичный) отскок

Настройки для непрямого освещения в V-Ray разделены на две секции:
Настройки алгоритма первичного отскока и настройки связанные с алгоритмом для
просчета вторичного отскока. Первичный диффузный отскок происходит, когда точка
отображения (шейдинга) прямо видна камерой, или через отражение/преломление.
Вторичный отскок происходит, когда точка отображения (шейдинга) используется в
просчете GI (глобального освещения).

Parameters

On - включает использование глобального освещения.

GI caustics

GI caustics represent GI caustics - представляет свет прошедший через один или несколько отражений/преломлений. Может генерироваться от skylight, или self-illuminated объектов. Однако, каустика от direct lights не может быть просчитана этим способом. Вы должны использовать отдельную секцию Caustics для настройки каустики от direct light. Имейте в виду, что GI caustics обычно сложно просчитывается и может вызывать появление шума при малом количестве сэмплов.

Refractive GI caustics - позволяет непрямому освещению проходящему через прозрачные объекты (стекло) создавать световые эффекты. Обратите внимание на разницу между GI caustics и Caustics, последняя представляет собой прямой свет от источников, прошедший через прозрачный объект.
Refractive GI caustics нужна для получения эффектов каустики от skylight прошедшему через стекло.

Reflective GI caustics - делает просчет непрямого освещения отраженного от зеркального объекта. Это не то же самое, что и Caustics, которая представляет прямой свет от источника отраженный от зеркальной поверхности. По умолчанию эта опция отключена т.к. обычно вносит очень слабый эффект, но создает нежелательный шум..

Post-processing

Эти настройки дают возможность дополнительно корректировки indirect illumination, прежде чем выполнять финальный рендер. Значения по умолчанию соответствуют физически корректному результату; но пользователь может изменить их в целях достижения художественного эффекта.

Saturation - изменяет насыщенностью цветов: 0.0 - означает, что все цвета будут удалены из результата. Значение 1.0 - по умолчанию означает, что насыщенность GI просчета останется неизмененной. Значения выше 1.0 - усиливают насыщенность цвета.

Contrast - параметр работает совместно с Contrast base для усиления контраста GI просчета.

Когда Contrast установлен в 0.0, GI solution принимает контраст, определенный параметром Contrast base. Значение 1.0 Contrast оставляет контраст неизмененным. Величина больше 1.0 усиливает контраст.

Contrast base - этот параметр определяет основание для параметра Contrast. Определяет значения GI, которые остаются неизменными в течение расчета контраста.

Save maps per frame - если включен, заставляет, V-Ray сохранять GI maps (irradiance, photon, caustic, light maps) у которых включена опция auto-save, В конце просчета каждого кадра. Карты всегда будут записываться в тот же самый файл.
При отключенной опции, V-Ray будет записывать карты только раз в конце рендера.

First (primary) diffuse bounces

Multiplier - значение определяет вклад который primary diffuse bounces вносит в освещение сцены. Величина 1.0 по умолчанию обеспечивает физически корректный результат. Другие значения допустимы, но физически не корректны.

Primary GI engine diffuse - метод который будет использован для просчета primary bounces:

• Irradiance map
• Global photon map
• Quasi-Monte Carlo
• Light mapmore information.
  
  

Secondary diffuse bounces

Multiplier - определяет эффект вносимый secondary diffuse bounces на освещение сцены. Значение около 1.0 могут приводить к пересвету, в то время как значение около 0.0 может сделать сцену излишне темной.
Значение по умолчанию обеспечивает физически корректный результат. Другие значение допустимы, но физически не корректны.

Secondary diffuse bounces method - алгоритм для secondary diffuse bounces.

None - без использования лучей вторичного отскока в освещении сцены. Используйте эту опцию для сцен с солнечным освещением без indirect color bleeding.

• Global photon map
• Quasi-Monte Carlo
• Light mapmore information.

 

Notes

• V-Ray не имеет отдельной системы skylight. Skylight эффект может быть получен с помощью background color или environment map в MAX's environment диалоге, или в собственном V-Ray'ской секции Environment.
• Вы получите физически корректный результат если оставите множители и первичного и вторичного алгоритмов GI в их значении по умолчанию 1.0. Другие значения допустимы, но дают не корректный с физической точки зрения результат.