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V-RAY 抢先看:全新自适应穹顶灯光,渲染更智能


 

V-Ray 越来越智能化

 

自从 V-Ray 3.0 版本发行以来,你也许已经注意到了许多新的功能升级,让用户无需调节复杂的参数,也能得到更好的渲染结果。你也许还发现,在默认参数下,V-Ray 比以前快多了。事实上,许多用户发现他们的老场景渲染得比以前更快,噪点更少,只需要删掉旧参数,使用新的默认参数就好。这是因为我们花了很大的精力让 V-Ray 变得更智能。

机器学习分析问题作出决策的方式类似,V-Ray 也采用了学习技术用于分析正在渲染的场景。V-Ray 分析的结果,会得到更快,噪点更少的渲染。

例如,引入了基于方差的自适应采样以后,我们无需分别设置灯光和材质的细分,甚至是像景深这样的摄像机效果。它非常智能,可以在全图产生均匀的噪点水平,在噪点更多的区域发出更多的采样,不会在不需要的地方过度采样。

另一个例子就是 V-Ray 的自适应灯光算法会分析场景的灯光缓存信息,决定采样哪些灯光,忽略哪些灯光。这样用户可以渲染含有大量灯光的场景,不会增加渲染时间。而且全新改进的自适应灯光 2 代技术在下一个版本会出现 (未来会有更多介绍)。

还有更多的智能功能会出现在新版本的 V-Ray 中,比如自动摄影机曝光和白平衡,但是首先要谈谈新的自适应穹顶灯光。

 

全新的自适应穹顶灯光是如何工作的

 

V-Ray 的智能灯光采样现在被引入了穹顶灯光和基于图片的照明技术中。穹顶灯光是一个球体或半球体的灯光,经常搭配高动态范围环境图片 (HDRI) 使用。这种类型的基于图片的环境光照明,多年来一直是 CG 渲染的主流技术。

尽管基于图片的照明在这些年有所进步,但是它始终需要大量的采样,特别是室内场景。通常 V-Ray 会高效率的采样 HDR 穹顶,确保 IBL 产生尽可能少的噪点。但是灯光通常会透过很小的开口例如窗户或门照射进室内场景,其实只有极小部分的穹顶灯光会对图片产生实际贡献,这就使得对 HDR 穹顶灯光的采样变得有些低效率。

作为解决方案,你可以在门,窗,天窗附近添加天光入口,辅助直接光照采样。但是这需要手动操作,要花费时间 — 而且也不准确。

为了避免这个问题,我们基于类似于自适应灯光的思路,制作了更智能的穹顶灯光。现在,全新的自适应穹顶灯光使用灯光缓存计算阶段来分析穹顶灯光的哪一部分对场景影响最大。

使用自适应穹顶灯光,就不再需要天光入口了。它会自动分析要采样环境的哪一部分,忽略哪些部分。这样,场景设置就简单多了,而且更有效率。

 

自适应穹顶灯光更准确

 

在这个 Bertrand Benoit 制作的图书馆场景中,可以明显看到全局照明的改善。这是因为自适应穹顶灯光把计算力量集中在正确的地方,使得它不仅更准确,而且更快速。在有的场景,你也许不会注意到光照的区别,但是在类似这样的场景,区别是非常明显的。

Scene courtesy of BBB3viz

 

 

自适应穹顶灯光快了多少?

 

许多因素都会影响这项技术带来的总体速度提升。我们之前的一些测试有 10% 到 700% 的速度提升,影响因素有场景复杂程度,HDRI 的色彩对比度等。如下是几个不同的 HDRI 和场景类型的案例。

 

自适应穹顶灯光跑分结果

 

  ADL 关闭 ADL 开启

渲染时间百分比
(越低越好)

室外白天 17 m 15 s 15 m 45 s 91%
室外夜景 A 18 m 42 s 17 m 39 s 94%
室外夜景 B 23 m 20 s 21 m 25 s 92%
室内白天 A 36 m 30 s 18 m 30 s 51%
室内白天 B 32 m 50 s 18 m 49 s 57%
室内夜景 A 40 m 16 s 20 m 58 s 52%
室内乐 B 36 m 4 s 9 m 59 s 28%
室内强烈阳光 37 m 14 s 17 m 4 s 46%
室内黄昏 A 34 m 3 s 18 m 44 s 55%
室内黄昏 B 29 m 52 s 16 m 35 s 56%
图书馆 36 m 29 s 20 m 28 s 56%

 

硬件指标:

CPU- Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v4 @ 2.20GHz x48(线程)
GPU- Quadro M6000 24GB 24576MB
RAM- 128 GB

 

什么时候可以用上自适应穹顶灯光?

 

V-Ray 3.x for 3ds Max 用户可申请 V-Ray Beta 版本试用,立刻尝试自适应穹顶灯光。这只是下一个大版本的新功能之一。

作为第一个 beta 试用版本,自适应穹顶灯光仍在完善中,目前仅支持 CPU 渲染。在未来的 beta 版本会支持 GPU。

 

总结

 

渲染时间很大程度上取决于得到无噪点图像所需的采样总数。为了帮您更快地得到无噪点图像,我们让 V-Ray 变得更智能,它会分析场景,优化射线计算。全新的自适应穹顶灯光让最主流的 CG 布光手段变得更智能。

 

 

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