Непрямое освещение (GI)

Основы.
Приближения к непрямому освещению.
Первичные и вторичные отскоки.
Параметры.
Примечания.

Основы.

Приближения к непрямому освещению.

VRay реализует несколько приближений для подсчета непрямого освещения с различными компромиссами между качеством и скоростью:

• Direct computation (Прямой подсчет) - это простейшее приближение; Непрямое освещение подсчитывается независимо для каждой точки теневой поверхности трассировкой нескольких лучей в различных напрвлениях полусферы над этой точкой.
  
  Преимущества:
  • это приближение сохраняет все детали (т.е. маленькие и резкие тени) в непрямом освещениии;
  • прямой подсчет свободен от дефектов таких как мерцание в анимации;
  • Не требуется добавочной памяти;
  • Непрямое освещение в случае размытия движущихся объектов рассчитывается правильно.
    
    
  Недостатки:
  • приближение очень медленное для сложных изображений (внутреннее освещение);
  • Прямой подсчет имеет тенденцию производить шум на изображениях, который может быть устранен только увеличением числа трассируемых лучей, т.о. замедляя расчет еще больше.
    
    
• Irradiance map (Карта освещения) - это это приближение основано на кэше освещения; основная идея - подсчитывать непрямое освещение только в некоторых точках в сцене и интерполировать результат на остальные точки.
  
  Преимущества:
  • карты освещения очень быстрые в сравнении с прямым посчетом, особенно для сцен с большими плоскими областями;
  • неизбежный для прямого подсчета шум здесь значительно уменьшен;
  • карты освещения могут быть сохранены и повторно использованы для ускорения подсчета другого вида той же сцены и анимации пролета;
  • карты освещения могут быть также использованы для ускорения рассчета прямого диффузного освещения из области источника света.
    
    
  Недостатки:
  • некотторые детали в непрямом освещении могут быть потеряны млм размыты при интерполяции;
  • если использованы низкие установки, может наблюдаться мерцание при визуализации анимации;
  • карты освещениятребуют добавочной памяти;
  • Непрямое освещение в случае размытия движущихся объектов не совсем корректно и может приводить к шуму (хотя в большинстве случаев не значительному).
    
    
• Photon map (Фотонные карты) - это приближение основано на трассировке частиц, стартующих из источника света и "прыгающих" по сцене. Это полезно для внутренних или полувнутренних сцен, с множеством светильников или маленькими окошками. фотонные карты обычно не производят достаточно хороший результат будучи использованы напрямую, однако они могут быть использованы как грубая аппроксимация для освещения сцены для ускорения подсчета GI прямым вычислением или картой освещения.
  
  Преимущества:
  • фотонная карта может производить грубое приближение освещения в сцене очень быстро;
  • фотонная карта может быть сохранена и повторно использована для ускорения рассчетадругого вида той же сцены или анимации пролета;
  • фотонная карта не зависи от вида.
    
    
  Недостатки:
  • tфотонная карта обычно не подходит для приямрй визуализации;
  • требует добавочной памяти;
  • В реализации VRay освещение включающее объекты с размытием от движения не совсем корректна (хотя это не проблема в большинстве случаев).
  • фотонные карты требуют настоящих светильников для работы; они не могут быть использованы для рассчета непрямого освещения производимого расширенными светильниками (небесное освещение).

• Light map (Карты света) - это техника для приближения глобального освещения в сцене. она подобна фотонным картам, но без многих ограничений. Карта света строится трассировкой очень многих путей обзора от камеры. Каждый из отскоков в в пути запоминает освещение из остатка пути в 3d структуре, подобно карте фотонов. Карта света универсальное GI решение, которое может быть использовано как для внешних, так и для внутренних сцен, или напрямую, или как апроксимация вторичного отскока, когда используется с картой освещения или прямым GI методом.
  
  Преимущества:

  • карта света легка для установки. Мы имеем камеру для трассировки лучей из нее, как противопоставление карте фотонов, которая должна просчитать каждый светильник в сцене и обычно требует отдельные установки для каждого светильника.
  • Карта света работает эффиктивно с любыми светильниками - включая небесное освещение, нефизические светильники, фотометрические светильники и т.д. По контрасту карта фотонов ограничена в световых эффектах, которые может воспроизвести - например карта фотонов не может воспроизвести освещение от небесного освещения или от стандартного omni светильника не подчиняющегося закону обратных квадратов.
  • Карта света производит правильный результат в углах и вокруг маленьких объектов. Фотонная карта, с другой стороны, основана на хитрой оценке плотности, которая часто производит неверный результат в этих случаях, или делая более яркими или более темными эти области.
  • Во многих случаях карты света могут быть визуализированы напрямую для очень бустрого или сглаженного превью освещения в сцене.

  Недостатки:

  • подобно карте освещения карта света не зависит от вида и генерируется для отдельной позиции камеры. Однако, она генерирует приближение для не видимых напрямую частей сцены - например карта освещения может правильно апроксимировать GI в закрытой комнате;
  • На настоящее время карта света работает только с материалами VRay;
  • подобно картам фотонов, карты света не адаптивны. Освещение подсчитывается при фиксированном разрешении, которое определяется пользователем;
  • Карта света не хорощо работает с картами рельефа; используйте карты освещения и прямой GI если хотите получить лучший результат с картами рельефа.
  • освещение, включающее объекты с размытием от движения не совсем верно, но очень сглаженно, т.к. карты света хорошо размывают GI во времени (как противоположность картам освещения, которые каждую выборку подсчитывают в отдельный миг времени).

  
  

Какой метод использовать? Это зависит от задачи. Which method to use? That depends on the task at hand. Секция Примеры может помочь Вам в выборе метода для Вашей сцене.

Первичные и вторичные отскоки.

Управляющие элементы непрямого освещения в VRay разделены на две большие секции: Управляющие элементы касающиеся первичных диффузных отскоков и управляющие элементы касающиеся вторичных диффузных отскоков. Первичные диффузные отскоки наблюдаются когда затененая точка напрямую видима из камеры или через зеркально отражающие или преломляющие поверхности. Вторичный отскок наблюдается когда затененная точка используется в GI подсчете.

Параметры.

On (включено) - включает/выключает непрямое освещение.

GI каустика

GI каустика представляет освещение, которое проходит через одно рассеяние и одно или несколко зеркальных отражений (или преломлений). GI каустика может быть генерирована от небесного освещения или самосветящихся объектов, например. Однако, каустика получаемая прямым освещением не может быть симулирована таким путем. Вы должны использовать отдельно секцию Каустика для управления каустикой прямого света. Заметим что GI каустика обычно тяжела для выборки и может вводить шум в GI решение.

Refractive GI caustics (Преломляющая GI каустика) - это позволяет непрямому освещению проходить через полкпрозрачные объекты (Стекло и т.д.). Заметим что это не тоже самое, что Каустика, которая представляет прямой свет, проходящий через полупрозрачные объекты. Вам нужна преломляющая GI каустика, чтобы получить небесный свет, проходящий через окна, например.

Reflective GI caustics (Отражающая GI каустика) - это позволяет непрямому свету отражаться от зеркальных объектов (Зеркал и т.п.). Заметим что это не тоже самое, что Каустика, которая представлят прямой свет, отражающийся от зеркальных поверхностей. Этот переключатель off (выключен) по умолчанию, потому что отражающая GI каустика мало вносит в финальное освещение, в то время как часто добавляет паразитный шум.

Post-processing (Пост обработка)

Эти управляющие элементы позволяют добавочно модифицировать непрямое освещение, перед его добавлением в финальную визуализацию. Значение по умолчанию приводит к физически аккуратному результату; однако пользователь может захотеть действие GI в художественных целях.

Saturation (насыщенность) - управляет насыщенностью GI; значение 0.0 означает, что все цвета будут удалены из GI решения и тени будут только серыми. Значение поумолчанию 1.0 значит чтоППШ решение не будет модифицировано. Значение выше 1.0 поднимает цвета в GI решении.

Contrast (Контраст) - этот параметр работает вместе с Contrast base (База контраста) для подъема контарста в GI решении. Когда контраст равен 0.0, GI решение становится полностью одинаково со значением определяемым Contrast base. Значение 1.0 означает что решение отстается немодифицированным. Значение выше чем 1.0 поднимают контраст.

Contrast base (База контраста) - этот параметр определяет базу подъема контраста. Он определяет GI значение, которое остается неизменным в течение рассчета контраста.

Save maps per frame (Сохранить карты для кадра) - если он on (включен), VRay будет сохранять GI карты (irradiance (освещения), photon (фотонную), caustic (каустики), light (света)), у которого опция авто-сохранения включена, в конце каждого кадра. Если эта опция off (выключена), VRay будет записывать карты только однажды в конце визуализации.

First (primary) diffuse bounces (Первый (первичный) диффузный отскок)

Multiplier (множитель) - это значение определяет как много первичных диффузных отскоков внесут ввклад в финальное освещение изображения. Заметим что значение поумолчанию 1.0 производит физически аккуратное изображение. Другие значения возможны, но будут физически неправдоподобны.

Primary GI engine (Первичный GI движок) - список указывающий метод, который будет использован для первичных диффузных отскоков.

Irradiance map (Карта освещения) - выбор его заставит VRay использовать карту освещения для первичного диффузного отскока. Смотри секцию Irradiance map (Карту освещения) для дополнительной информации.

Global photon map (Карта глобальных фотонов) - выбор этой опции заставит VRay bcgjmpjdfnm карту фотонов для первичного диффузного отскока. Этот режим используется когда устанавливаются параметры глобальной карты фотонов. Обычно он не производит достанточно хорошего результата для финальной визуализации когда используется как движок первичного GI. Смотри секцию Global photon map (Карту глобальных фотонов) для дополнительной информации.

Quasi-Monte Carlo (Квази Монте-Карло)- выбор этого метода заставит VRay использовать прямой подсчет для первичного диффузного отскока. Смотри секцию Quasi-Monte Carlo GI для дополнительной информации.

Light map (Карты света) - это выберет карту света как движок первичного GI. Смотри секцию Light map (Карта света) для дополнительной информации.

Secondary diffuse bounces (Вторичный диффузный отскок).

Multiplier (Множитель) - это определяет действие вторичного диффузного отскока на освещение сцены. Значение установленное в 1.0 может размыть сцену, тогда как значение 0.0 произведет темное изображение. Заметим, что значение по умолчанию 1.0 производит физически аккуратный результат. Другие значени возможны, но физически не корректны.

Secondary diffuse bounces method (Метод вторичного диффузного отскока) - этот параметр определяет как VRay будет подсчитывать вторичный диффузный отскок.

None (Нет) - вторичный диффузный отскок не будет обсчитан. Используйте эту опцию для производства изображения без непрямого освещения.

Global photon map (Карта глобальных фотонов) - выбор этой опции заставит VRay использовать карту фотонов для вторичного диффузного отскока. Смотри секцию Global photon map для дополнительной информации.

Quasi-Monte Carlo - выбор этого метода заставит VRay использовать прямой подсчет для вторичного диффузного отскока. Смотри секцию Quasi-Monte Carlo GI section for more information.

Light map - это выберет карты света как движок вторичного GI. Смотри секцию Light map для дополнительной информации.

Примечания.

• VRay не имеет отдельной системы небесного света. Эффект небесного освещения может быть получен установкой цвета фона или карты окружения в диалоге окружения MAX-а или в собчтвенном свитке окружения VRay.
• Вы получите физически аккуратное освещение если установите первичный и вторичный множитель GI в их значение по умолчанию 1.0. Другие значения возможны, но они не производят физически аккуратный результат.