VRay室內渲染技術基礎教程（三）

下麵是4種反彈的優缺點分析。

01 Iadiance map [發光貼圖]

這個方法是基於發光緩存技術的。其基本思路是僅僅計算場景中某些特定點的間接光照明，然後對剩餘的點進行插值計算。

其優點如下:

(1)發光貼圖要遠遠快於直接計算，特別是對於具有大量平坦區域的場景;

(2)相比直接計算來說，其產生的內在Noise [噪點]很少;

(3)能被保存與調用，特別是渲染相同場景不同方向的圖像或動畫時，能加快渲染速度;

(4)發光貼圖還可以加速從麵積光源產生的直接漫反射燈光的計算。

其缺點如下:

(1)由於采用了插值計算，間接照明的--些細節可能會被丟失或模糊;

(2)如果參數設置過低，可能會導致渲染動畫的過程中產生閃爍;

(3)需要占用額外的內存;

(4)運動模糊中物體的間接照明可能不是完全正確的，也可能會導致一些Noise [噪點]的產生。

02 Photon map [光子貼圖]

這種方法是建立在追蹤從光源發射出來的，並能夠在場景中來回反彈的光線微粒(稱之為光子)的基礎上的。對於存在大量燈光或較少窗戶的室內或半封閉場景來說，使用這種方法是較好的選擇。如果直接使用，通常不會產生很好的效果。但是，它可以作為場景中燈光的近似值來計算，從而加速在直接計算或發光貼圖過程中的間接照明。

其優點如下:

(1)可以快速地產生場景中燈光的近似值;

(2) 與發光貼圖一樣，也可以被保存或者被重新調用，特別是在渲染相同場景的不同視角的圖像或動畫的過程中，可以加快渲染速度;

(3) 光子貼圖是獨立於視口的。

其缺點如下:

(1) 一般沒有一個直觀的效果;

(2)需要占用額外的內存;

(3)在VRay的計算過程中， 運動模糊中運動物體的間接照明計算可能不是完全正確的;

(4)需要真實的燈光來參與計算，無法對環境光(如天光)產生的間接照明進行計算。

03 Quasi-Monte Carlo [準蒙特卡羅]

使用準蒙特卡羅算法來計算GI是一種強有力的方法，它會單獨地驗算每-個shaded [明暗]點的全局光照明，因而速度很慢，但是效果也是最精確的，尤其是對於需要表現大量細節的場景。為了加快準蒙特卡羅GI的速度，在使用它作為初級漫射反彈引擎的時候，可以在計 算次級漫射反彈的時候選擇較快速的方法(例如使用光子貼圖或燈光貼圖渲染引擎)。

04 Light cache [燈光緩存]

燈光緩存是一種近似於場景中全局光照明的技術，它與光子貼圖類似，但是沒有其他的局限性。燈光緩存是建立在追蹤從攝影機可見的許許多多光線路徑的基礎上的，每一次沿路徑的光線反彈都會存儲照明信息，它們組成了一個3D的結構，這一點非常類似於光子貼圖。燈光緩存是一種通用的全局光解決方案，廣泛地用於室內和室外場景的渲染計算。它可以直接使用，也可以被用於使用發光貼圖或直接計算時的光線二次反彈計算。

其優點如下:

(1)容易設置，隻需要追蹤攝影機可見的光線，這一點與Photon map [光子貼圖]相反，Photon map [光子貼圖]需要處理場景中的每一盞燈光，通常對每一 盞燈光還需要單獨設置參數;

(2)其燈光類型沒有局限性，幾乎支持所有類型的燈光(包括天光、自發光、非物理光、光度學燈光等，當然前提是VRay渲染器支持這些燈光類型) ;

(3) 對於細小物體的周邊和角落，可以產 生正確的效果，另一方麵，光子貼圖在這種情況下會產生錯誤的結果，這些區域或太暗或太亮;

(4)在大多數情況下，可以直接快速平滑地顯示場景中燈光的預覽效果。

其缺點如下:

(1)和發光貼圖一樣，燈光貼圖也是獨立於視口，並且在攝影機的特定位置產生的，然而，它為間接可見的部分場景產生了一個近似值，例如在一個封閉的房間裏使用一-張燈光貼圖就可以近似完全地計算GI;

(2)目前燈光貼圖僅僅支持VRay材質;

(3)和光子貼圖-樣，Light cache [燈光緩存]不能自適應，但可以計算用戶定義的固定的分辨率;

(4) Light cache [燈光緩存]不能很好地支持Bump [凹凸]貼圖類型，如果想使用Bump [凹凸]貼圖來達到一個好的效果，可以選用發光貼圖或直接計算GI類型;

(5) Light cache [燈光緩存]也不能完全正確計算運動模糊中的運動物體，但是由於燈光貼圖及時模糊GI，所以會顯得非常光滑。

在VRay中間接光照明被分成兩大部分來控製，即Primary bounces和Sccondary bounces。 當一個Shaded [明暗處理]點在攝影機中可見或者光線穿過反射/折射表麵的時候，會產生初級漫射反彈;當Shaded [明暗 處理]點包含在GI計算中的時候會產生次級漫反射反彈。

2.4 Quasi-Monte Carlo GI [準蒙特卡羅GI ]

該卷展欄隻有在選擇Quasi-Monte CarloGI [準蒙特卡羅Gl] 渲染引擎作為初級或次級漫射反彈引擎的時候才能被激活。

進入VRay：Quasi-Monte CarloGI [準蒙特卡羅GI] 卷展欄，如圖所示。

Subdivs [細分] :設置計算過程中使用的近似樣本數量。

Secondary bounces [次級反彈] :僅在選擇準蒙特卡羅GI引擎作為次級GI引擎的時候才被激活，它用於控製被計算光線的反彈次數。

2.5 Irradiance map [發光貼圖 ]

進入VRay:Irradiance map [發光貼圖]卷展欄，如圖所示。

＞Bulid-in presets [內建預設模式]

係統提供了8種預設的模式供用戶選擇，如無特殊情況，這幾種模式應該可以滿足需要。可以使用這些預設設置顏色、法向、距離及最小最大比率等參數。

Custom [自定義] :根據自己需要設置不同的參數，這也是默認選項。

Very low [非常低] :僅僅對預覽有用，隻表現場景中的普通照明。

Low [低] :用於預覽的預設模式。

Medium [中等] :如果場景中不需要太多細節，可以產生好的效果。

Medium-animation [中等品質動畫] :減少動畫中的閃爍。

High [高] :可以應用在大多數情形下，即使是具有大量細節的動畫。

High-animation [高品質動畫] :用於解決High [高]預設模式下渲染動畫閃爍的問題。

VeryHigh[非常高]:一般用於有大量極細小的細節或極複雜的場景。

TIPS：這些預設模式都是針對典型的640X480分辨率圖像的，如果使用更大的分辨率，則需要調低預設模式中的最小/最大比率值。

Basic parameters [基本參數]

Minrate[最小比率]:確定原始GI通道的分辨率。0意味著使用與最終渲染圖像相同的分辨率，這將使得發光貼圖類 似於直接計算GI的方法; -1味著使用最終渲染圖像一半的分辨率。 通常需要設置它為負值，以便快速地計算大而平坦區域的GI,這個參數類似於(盡管不完全一樣)自適應細分圖像采樣器的最小比率參數。

Max rate [最大比率] : GI通 道的最終分辨率。

CIr thresh [顏色閥值] :確定發光貼圖算法對間接光照明變化的敏感程度。較大的值意味著較小的敏感性，較小的值將使發光貼圖對照明的變化更加敏感，因而可以得到高品質的渲染圖。

Nrm thresh[法線閥值]:確定發光貼圖算法對表麵法線變化及細小表麵細節的敏感程度。較大的值意味著較小的敏感性，較小的值將使發光貼圖對表麵曲率及細小細節更加敏感。

Dist thresh[距離閥值]:確定發光貼圖算法對兩個表麵距離變化的敏感程度。值為0意味著發光貼圖完全不考慮兩個物體間的距離，較高值意味著將在兩個物體之間接近的區域放置更多的樣本。

HSph. subdivs [半球細分] :決定個體GI樣本的品質。較小的取值可以獲得較快的速度，但是也可能會產生黑斑，較高的取值可以得到平滑的圖像。對最終渲染圖影響很大，值越高，畫麵質量越好，速度則會變慢。

Interp samples [插值樣本] :定義被用於插值計算的GI樣本數量。較大的值會趨向於模糊GI的細節，即使最終的效果很光滑;較小的取值會產生更光滑的細節， 但是如果使用較低的[半球統分]值也可能會產生黑斑。

＞Options [選項]

Show calc.phase [ 顯示計算相位] : VRay在計算[發 光貼圖]的時候將顯示[發光貼圖]的通道，這將提供一個在最終渲染完成前對於間接照明的粗略看法。啟用的時候，同時會減慢渲染計算的速度，特別是在渲染大圖像的時候。在渲染到場的時候這個參數可以忽略，因為此種情況下，計算相位不會顯示。

Show diretlight [顯示直接照明] :隻在勾選Show calcphase [顯示計算相位]選項的時候才能被激活，它將促使VRay在計算[發光貼圖]的時候，顯示初級漫射反彈除了間接照明外的直接照明。

Show samples [ 顯示樣本] :勾選時，VRay將 在VFB窗口中，以小原點的形態直觀地顯示發光貼圖中使用的樣本情況。

＞Detail enhancement [強化細節]

開啟這一欄的On [開啟]。

Scale [比例] :包括屏幕方式與世界方式。

Radius [半徑] :控製半徑。

Subdivsmult[多角細分]:增強細分。

＞Advanced options [高級選項]

Interpolationtype [插補類型] :在渲染中使用，係統提供了4種類型供用戶選擇。

01 Weighted average [加權平均值] :根據發光貼圖中GI樣本點到插補點的距離和法向差異進行簡單的混合。

02 Least squares fit [最小平方適配] :這是默認的設置類型，它將設法計算一個在發光貼圖樣本之間最合適的GI值。可以產生比加權平均值更平滑的效果，同時會變慢。

03 Delone tinglation [三角測量法] :幾乎所有其他的插補方法都有模糊效果，確切地說，它們都趨向於模糊間接照明中的細節，同樣，都有密度偏置的傾向。與它們不同的是，

Delone triangulation [三角測量法]不會產生模糊，它可以保護場景細節， 避免產生密度偏置。但是由於它沒有模糊效果，因此看上去會產生更多的噪波。為了得到充分的效果，可能需要更多的樣本，這可以通過增加發光貼圖的[半球細分]值或者較小QMC采樣器中的噪波臨界值的方法來完成。

04 Least squares with voronoi weights [使 用voronoi權重的最小平方適配] :這種方法是對最小平方適配方法缺點的修正，它速度相當緩慢，建議不采用。

Sample lookup [樣本查找] :這個選項在渲染過程中使用，它決定發光貼圖中被用於插補基礎的合適點的選擇方法，係統提供了3種方法供選擇。

01 Nearest [最靠近的] :這是最快的一種查找方法， 而且隻用於VRay早 期的版本。這個方法的缺點是當發光貼圖中某些地方樣本密度發生改變的時候，它將在高密度的區域選取更多的樣本數量。在使用模糊插值方法的時候，將會導致所謂的密度偏置，即在大多數GI陰影的邊緣導致不正確的插值或明顯的人工痕跡。

02 Nearest quad-balanced [最靠近的四方平衡] :這是默認的選項，是針對Nearest (最靠近的)方法產生密度偏置的-種補充。它把插補點在空間劃分成4個區域，設法在它們之間尋找相等數量的樣本。它比簡單的Nearest方法要慢，但是通常效果要好。其缺點是有時候在查找樣本的過程中，可能會拾取遠處與插補點不相關的樣本。

03 Pecalculated overlapping [預先計算重疊] :這種方法是作為解決上麵介紹的兩種方法的缺點的補充。它需要對發光貼圖的樣本有一個預處理的步驟，也就是對每一個樣本進行影響半徑的計算。其優點是在使用模糊插補方法的時候，產生連續的平滑效果。

作為3種方法中最快的Nearest [最靠近的]， 更多時 候是用於預覽的，Nearest quad-balanced[最靠近的四方平衡]在多數情況下完成得相當好，P而recaculated overapping [預先計算重疊]是3種方法中效果最好的。

Calc. pass interpolation samples [計算通道插補樣本] : 在發光貼圖計算過程中使用，它描述的是已經被采樣算法計算的樣本數量。較好的取值範圍是10~25。較低的數值可以加快計算傳遞，但是會導致信息存儲不足;較高的取值將減慢速度，增加更多的附加采樣。一般情況下, 這個參數值設置為默認的15左右。

Multipass [多通道] :在發光貼圖計算過程中使用，勾選的時候，將促使VRay使用多通道模式計算發光貼圖;不勾選的時候，VRay僅使 用當前通道。

Randomize samples [隨機樣本] :在發光貼圖計算過程中使用，勾選的時候，圖像樣本將隨機放置;不勾選的時候，將在屏幕上產生排列成網格的樣本。推薦使用默認的勾選。

Check sample visibility [檢查樣本的可見性] :在渲染過程中使用。它將促使VRay僅僅使用發光貼圖中的樣本，樣本在插補點直接可見。可以有效地防止燈光穿透兩麵並接受完全不同照明的薄壁物體時，產生漏光現象。當然，由於VRay 要追蹤附加的光線來確定樣本的可見性，所以它會減慢渲染速度。

＞Mode[模式]

這個選項組允許選擇使用發光貼圖的方法。

Bucket mode [塊模式] :在這種模式下，一張分散的發光貼圖被運用在每一個渲染區域[渲染塊]。這在使用分布式渲染的情況下尤其有用，因為它允許發光貼圖在幾台電腦之間進行計算，與單幀模式相比， [塊模式] 可能會有點慢，因為在相鄰兩個區域的邊界周圍的邊都要進行計算，即使如此，得到的效果也不會太好，但是可以通過設置較高的[發光貼圖]參數來減少它的影響(例如使用高的預設模式、更多的[半球細分]值或者在QMC采樣器中使用較低的噪波閥值等)

Single frame [單幀模式] :默認的模式，在這種模式下對於整個圖像計算一張單一的發光貼圖、每一幀都計算新的發光貼圖。在分布式渲染的時候，每一個渲染服務器都各自計算它們自己的針對整體圖像的發光貼圖。這是渲染動畫的時候采用的模式，但是用戶要確保發光貼圖有較高的品質以避免圖像閃爍。

Muliframe incremental [多 重幀增加模式] :這個模式在渲染僅攝影機移動(也稱為攝影機遊曆動畫)的幀序列的時候很有用。

From file [從文件模式] :使用這種模式，在渲染序列的開始幀，VRay簡單地導入一個提供的發光貼圖，並在動畫的所有幀中都使用這張發光貼圖。整個渲染過程中不會計算新的發光貼圖，這種模式也可以用於渲染攝影機遊曆動畫，同時在網絡渲染模式下也可以完成得很好。

Add to current map [增加到當前貼圖模式] :在這種模式下，VRay將計算 全新的發光貼圖，

二把它增加到內存中已經存在的貼圖中。這種模式對渲染靜態場景的多重視角彙聚的發光貼圖是非常有幫助的。

Incremental add to current map [以增量增加到當前貼圖模式] :在這種模式下，VRay將使用不存中已存在的貼圖，僅僅在某些沒有足夠細節的地方對其進行精煉。這種模式對渲染靜態場景或攝影機遊曆動畫的多重視角彙聚的發光貼圖是非常有幫助的。

Browse [瀏覽] :在選擇From file [從文件模式]的時候，單擊此按鈕，可以從硬盤上選擇一張存在的發光貼圖文件導入。

Save to file [保存到文件] :將保存當前計算的發光貼圖到內存中已經存在的發光貼圖文件中，前提是On render end [在渲染結束]選項組中已勾選Don't delete [不刪除]選項，否則VRay會自動在渲染任務完成後刪除內存中的發光貼圖。

Reset Iradiance map [重設發光貼圖] :可以清除存儲在內存中的發光貼圖。

＞Onrenderend[在渲染結束時]

這個選項組用於控製VRay渲染器在渲染過程結束後如何處理發光貼圖。

Don't delete [不刪除] :勾選此項，發光貼圖將保存在內存中，直到下一次渲染前;不勾選此項，VRay會在渲染任務完成後刪除內存中的發光貼圖，以後用戶無法手動保存發光貼圖。

Autosave [自動保存] :在渲染結束後，VRay將 發光貼圖文件自動保存到指定的目錄。如果希望在網絡渲染的時候每-個渲染服務器都使用同樣的發光貼圖，這個功能尤其有用。

Switch to saved map [切換到保存的貼圖] :此項隻有在勾選[自動保存]選項的時候才能被教活。勾選後，VRay渲染器也會自動設置發光貼圖為[從文件模式] ，並將文件名稱設置為以前保存的貼圖文件名稱。