Руководство по Yaf-Ray :: Риски, ловушки и подсказки для метода Фотонных карт

CekuhnenTutorial R1.3 - 15 Sep 2007
Автор: Clanek Tomase Toegela (TomTNT)
Перевод: cyberdime

Риски, ловушки и подсказки для метода Фотонных карт

Использование фотонных карт таит в себе множество ловушек. Одна из проблем – большое потребление оперативной памяти из-за большого количества фотонов. Улавливание фотона поверхностью тоже не всегда надёжно. Например, если вы удалите внешние стены из предыдущей сцены, то увидите белый цвет по углам. Это произойдёт по причине смешения внешних и внутренних фотонов. Уменьшить его можно, увеличив толщину стен. В нашей сцене кажется, что белые полосы в углах появляются при значении Radius 1.0 или больше. Но это нормально, просто стены в сцене слишком тонкие для Radius=1.0 или больше, но подходят для Radius=0.5.Это важно для подбора верных значений Radius и MixCount, чтобы внешние и внутренние фотоны не смешивались. Этого можно избежать , увеличив толщину стены или установив плоскостные источники света точно в окно.

В этом случае не будет фотонов с внешней стороны и не станет никаких полос в углу. Одна из ошибок для метода фотонов, также – неаккуратное расположение источника фотонов. Например если неточно установить плоскостной источник света и часть его уйдёт в стену, то среда стены станет новой средой для распространения фотонов и они, возможно, станут проникать через толщу стены. Этот пример создан с удалением внешних поверхностей стен. Теперь стена не имеет толщины и явно стали видны полосы в углах – ошибки. Всегда следует сохранять толщину стены и избегать смешивания фотонов внешних и внутренних:

А на следующей картинке плоскостной источник света масштабирован так, чтобы занять только оконные проёмы. Но я мог также применить и 3 разных плоскостных источника света – по 1-му в каждое окно, чтобы быть более реалистичным. Такая модификация освещения гарантирует нам, что не будет никаких внешних фотонов, которые могли бы впоследствии вызвать ошибки просчёта. Теперь все фотоны испускаются в сцену, но время рендеринга возросло, так как видимых фотонов для вычислений стало больше. Качество также улучшилось. В предыдущем случае, возможно до 50% фотонов даже не достигли финальной сцены и отскочив, рассеялись в окружающей среде после 1 отскока, а не после предполагаемых 6-ти. Поэтому и время рендера было меньше. Даже при Radius=4,0 в углах всё равно затемнения, потому что тут нет энергетически заряженных фотонов для смешения. Красный цветом показан плоскостной источник света (Area Light).

В следующем изображении я не менял источник света, а просто увеличил толщину стены, особенно в критичных областях (углах). Внешние фотоны теперь отделены от внутренних и освещение получилось правильным.

А здесь я оставил только часть освещения – уменьшил количество фотонов и радиус. Здесь мы можем наблюдать проблему светового разрежения. Судить об этом можно по крупным белым пятнам. Дело в том, что поскольку свет разрежен, то некоторые фотоны рассеиваются на слишком малой площади и получают слишком большую энергию. Кроме того они здесь соединяются с другими фотонами и появляются яркие белые пятна.

...:::Тестовая сцена:::...

1) Первый шаг
Загружаем в Блендер сцену, активируем Photons и Tune Photons. Как мы видели на предыдущих изображениях, идеальными установками были бы максимальное значение MixCount и больший Radius.

Результат слишком тёмный. Можно увеличить освещённость несколькими путями:
Первый путь - увеличить общую интенсивность света для сцены в настройках рендеринга, или плотность отскоков. Для данной сцены абсолютно неважно, что увеличивать. Практически это одно и то же. Единственная разница - в первом случае вы управляете локальными, а во втором - глобальными настройками. Частенько и это не помогает. То есть мы получаем «пересвеченные» окна и всё равно тёмные углы.
Второй путь - воспользоваться величиной экспозиции и этим путём можно добиться весьма мягкого освещения.

Параметр Quality =medium не оказывает влияния на вычисление фотонов, он лишь определяет количество вторичных лучей для других методов. См. Например метод Кэша.

2) Второй шаг
Теперь увеличим значение параметра Emit Power в закладке Yafray GI. В данном случае она воздействует только на источники света, поскольку небосвод не является источником испускания фотонов. Рендер получится примерно таким:

3) Третий шаг.
Рендер всё ещё излишне тёмный. И слишком контрастный. Мы можем управлять общей контрастностью используя параметр гаммы (Gamma). Он позволит в целом осветлить сцену. Устанавливаем значение гаммы Gam=2.5

4) Четвёртый шаг.
Для рендеринга чистым методом Фотонных Карт нам потребуется большая равномерность (расфокусировка?) фотонной карты. Увеличения параметра Radius может быть вполне достаточно.

MixCount – на максимум.

Когда мы увеличиваем радиус, нужно позаботиться о белых пятнах. Простой выход – создать 3 источника света типа Area и разместить их в оконных проёмах. Здесь важно соблюсти точность и не допустить проникновения светильника в толщу стены. Лучше даже оставить зазоры между светильником и оконным проёмом. Воспользуйтесь инструментом масштабирования Scale (S).

Заметим, что рендер станет дольше, но чище. Это оттого, что при такой установке источников света, все фотоны попадают в сцену и просчитываются.

Хороший результат - отличной основой для комбинации с методами РТ и Кэша. Но об этом позже.

5) Пятый шаг
Теперь для освещения только Фотонной картой установим значение Radius тоже какое-нибудь экстремальное значение для удаления шума. Можно также уменьшить немного количество фотонов. Тут важно быть осторожным, так как черезмерное уменьшение числа фотонов может даже увеличить зашумление картинки. Теперь у нас углы красиво и мягко затемнены, хотя кое где свет и тень неправильны. Это неудивительно, поскольку размытие снижает физическую корректность рассчётов:

На этом закончим о чистом методе Фотонной Карты и поговорим о комбинациях, в которых фотонная карта может применяться.

Оглавление

Вперед