3ds Max и VRay. Параметры движка глобального освещения «Irradiance Map»

В данном уроке будут описаны главные параметры такого движка по создание глобального освещения (GI) в , как Irradiance Map (карта освещения). Irradiance Map является наиболее быстрым и качественным движком GI в .

Пример 1. Методы интерполяции карты освещения.

В этом примере показана главная разница между методами интерполяции с размытием (Least squares fit) и методами интерполяции без размытия (Delone triangulation). Обратите внимание на то, что изображения в первой колоне размыты, а вот во второй колоне они четкие.

Тестовая сцена представляет собой простой куб, который помещен на сферу и всё это освещается HDRI-изображением. Маленькие значения для HSphr. Subps и Max/Min rate были использованы специально для того, чтобы лучше показать разницу между методами интерполяции. Оба изображения были визуализированы с одной и той же картой освещения.
Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Эта сцена демонстрирует способность метода «Delone triangulation» (триангуляция по Делону) сохранят детали. Обратите внимание на то, что тени на правом изображении более четкие. Оба изображения используют одну карту освещения.

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Приближенный вид предыдущей сцены. Карта освещения та самая, что и использовалась в двух первых изображения (карта была сохранена на HDD, а потом загружена с него в VRay).

Пример 2. Метод триангуляции по Делону.

В этом примере продемонстрированы трехсторонние полигоны, которые использует метод триангуляции по Делону для интерполяции образцов в карте освещения. Все трехсторонние полигоны создаются «на лету» из образцов карты освещения; реальный полигональный объект никогда не создается. Отображенные на изображениях вертексы отвечают существующим образцам в карте освещения.

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Триангуляция по Делону. Сцена 1.

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Триангуляция по Делону. Сцена 2.

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Триангуляция по Делону на примере детализированной сцены.

Пример 3. Поиск образцов.

Данный пример показывает разницу между тремя методами поиска образцов Irradiance Map и, что более важно, их поведение в областях с переменной плотностью образцов.

Это тестовая сцена, слева изображение показывает готовое изображение, а справа показаны образцы карты освещения (для их визуализации была активирована опция «Show samples option»). Сама сцена очень простая: в ней есть сфера, которая находится на плоскости, один VRayLight, который освещает сцену, и небесный свет. В VRayLight включена опция «Store with irradiance map».

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Как вы могли заметить, плотность образцов достаточно отличается в разных областях сцены. Следующие три изображения использую ту самую карту освещения, что и раньше (но включен метод интерполяции «Least squares fit», также демонстрируются другие методы).

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Вы можете заметить кольцеобразный дефект (белый ореол вокруг тени), возникший из-за разницы в плотности образцов. В последнем изображении, визуализированном с методом «Precalculated overlapping», эти дефекты отсутствуют. Также последнее изображение было визуализировано намного быстрее двух предыдущих.

Вот для сравнения та же самая тестовая сцена, которая теперь была визуализирована с методом «Delone triangulation».

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Изображения практически одинаковые. Всё это потому, что метод «Delone triangulation», будучи методом без размытия, менее чувствителен к образцам карты освещения, которые требуются найти для создания интерполяции.

Пример 4. Проверка видимости образцов.

В этом примере вы увидите эффект от применения опции «Check sample visibility». Тестовая сцена состоит из тонкой стены, которая освещается с двух сторон двумя VRayLight’ами, которые в сою очередь имеют разный цвет. В обоих VRayLight’ах включена опция «Store with irradiance». Для обоих изображений под VRay::Irradiance Map было выбрано качество «Medium» (среднее).

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Посмотрите на световой дефект в первом изображении. Он появился потому, что рядом с тонкой стеной VRay будет генерировать образцы с обеих сторон. Но если выключить опцию «Check sample visibility», то VRay избавится от ненужных (невидимых) образцов.

Для сравнения здесь представлена та же сцена, которая была визуализирована с настройками «High» для Irradiance Map и деактивированной опцией «Check sample visibility».

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Предыдущий световой дефект немного заметен на левом изображении, а на правом изображении он полностью отсутствует. Всё это из-за того, что настройки «High» для Irradiance Map вынуждают VRay создавать больше образцов у основания стены, что уменьшает световой дефект. А использование метода интерполяции без размытия (Delone triangulation) еще дальше ограничит наличие этого неприятного дефекта освещения.

В заключение можно сказать, что включение Check sample visibility принесет пользу только при низком качестве Irradiance Map. Также эта опция очень плохо работает с округлыми объектами.

Пример 5. Параметр «Max rate» и управление деталями.

В этом примере вы увидите, как параметр «Max rate» движка «Irradiance Map» определяет количество деталей глобального освещения. Тестовая сцена содержит детали с размером меньше пикселя.

Обратите внимание на то, что большее значение Max rate приводит к более аккуратной карте освещения, но также и к более длительному процессу визуализации. Например, если сравнивать результаты, полученные с движком «Irradiance Map», с результатами движка «Brute Force GI», то можно заметить разницу только в мелких деталях (если не считать, конечно, требуемого времени на визуализацию). Большие плоские области же очень хорошо визуализируются (как по качеству, так и по скорости) с Irradiance Map.

Подбор правильного значения для параметра «Max rate» зависит от того насколько детализирована ваша сцена и какое качество вы хотите получить. Если у вас в сцене присутствуют плоские поверхности с незначительными деталями, то следует выбрать маленькое значение для Max rate. Если же сцена содержит множество маленьких подпиксельных деталей, то стоит поставить более высокое значение для Max rate. При определенном уровне детализации, калькуляция Irradiance Map может очень замедлиться, в таком случае желательнее использовать Brute Force GI.

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

Fixed AA и Brute Force GI (правильная калькуляция GI).

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

DMC AA и предварительные настройки GI «Medium» (Max rate равен -1).

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

DMC AA и предварительные настройки GI «High» (Max rate равен 0).

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

DMC AA и модифицированные предварительные настройки GI «High» (Max rate равен 1).

Параметры движка глобального освещения Irradiance Map
Параметры движка глобального освещения Irradiance Map

DMC AA и модифицированные предварительные настройки GI «High» (Max rate равен 2).