2013/05/06

V-Ray image sampler參數詳解



原文:Image Sampler (Antialiasing)
翻譯:Hammer Chen

在V-Ray中, image sampler所指的是對影像採樣的演算方法,最終產生像素的陣列構成最終的圖像。V-Ray提供三種採樣的演算法,所有都支援MAX標準的反鋸齒濾鏡。你可以選擇使用Fixed rate sampler,Adaptive DMC sampler或Adaptive subdivision sampler ─ 這三種選擇。



影像採樣器(Image sampler)

  1. Fixed固定採樣   對每個像素用相同數目的採樣
  2. Adaptive DMC (自適應的DMC) 每個像素用可變數目的採樣,根據每個像素的強度差異而定
  3. Adaptive subdivision (自適應細分) 這個採樣器會把影像分割成自適應的格點,然後根據像素的強度來細分



Antialiasing filter 反鋸齒濾鏡

1. Fixed rate sampler 固定每像素的採樣
(內容簡易,翻譯略)



2. Adaptive DMC sampler自適應的DMC採樣器
根據每個相鄰的像素的強度來產生可變數目的採樣的一種採樣器


以下圖表視覺表示當使用Adaptive DMC sampler時,V-Ray是如何放置放置採樣的。黑色的矩形呈現影像的像素,白色的點表示個別的採樣。在V-Ray的第一次運算(first pass)總是會放置最少的採樣數目(根據Min. Subdivs這個參數決定數值),然後根據這次的採樣的顏色比較,再下一次的計算(next pass)如果需要的話,添加更多的採樣。



這樣的採樣器對於有大量細節的場景 (例如VRayFur)或是有大量模糊效果(DOF, motion blur, glossy reflections等等)很有用,跟Adaptive subdivision sampler比較起來也用到比較少的記憶體

Min subdivs 決定起始(最小)數目的採樣 通常你不需要將這個數值設定超過1,除非你場景中有很細的線,沒有被正確地捕捉到,或是很快速移動的物件(當你開啟motion blur時)。實際使用的採樣數目將是這個這個參數的平方 (例如4 subdivs會對每個像素產生16個採樣)

Max subdivs 決定每個像素最大的採樣數目 請注意V-Ray並不一定會採樣最大數目的採樣,如果相鄰的像素的差異夠小的話

Use DMC sampler threshold採用DMC採樣   當這個勾選(預設是勾選的),V-Ray會使用DMC sampler當中指定的閥值來決定是否需要更多的採樣。當關閉時, 則或採用Color threshold這個參數來決定。

Color threshold  這個閥值決定了是否某項像素需要添加更多採樣

Show samples 顯示採樣  V-Ray會用一張圖片顯示像素的亮點,像素的採樣點。這拿來微調影像的反鋸齒時很有用

3.  Adaptive subdivision sampler 自適應細分採樣器
這是一個先進的影像採樣器,能夠進行低程度的採樣 undersampling (換句話說就是比每個像素還要少的採樣數目) 。如果場景沒有模糊化效果  (direct GI, DOF, glossy reflection/reftaction 等等) 這會是V-Ray裡面最佳的影像採樣器。平均來說這種採樣器會用到較少的採樣(較少的算圖時間)跟其他採樣器相比,取得相同的影像品質。跟其他兩種採樣器相比的,也可能速度較慢,產生更差的品質。


以下圖表視覺化說明了Adaptive Subdivision採樣器的運作方式。當使用這種方法時 V-Ray會在原本的像素格點上面再產生第二個格點。這讓你可以比每個像素用更少的採樣,在第一次計算(first pass)後,會比較兩個像素之間的差異是否大於某個數值(閥值),依此決定是否再次細分格點然後添加更多採樣。在整個運算期間V-Ray必需要將整個格點的資訊放在記憶體中,換句話說,跟其他方法相比的話,這種採樣方法的記憶體使用比較沒有效率。


Min. rate - 
(同前,略)
Max. rate - 
(同前,略)

Color threshold  決定採樣器的在像素中的靈敏度。數值低的話產生高品質的影像,數值高的話算圖速度快,但是會讓某些顏色強度相似的像素區去產生採樣不足(undersampled)

Randomize samples  隨機採樣 會稍微隨機化採樣的放置位置,對於幾乎水平或是垂直的線段會產生比較好的反鋸齒效果

Object outline 這個選項會強制採樣器總是對物件的邊緣進行過度採樣(supersample) ,不管是不是真的有需要這樣做。當你啟用DOF或 motion blur這個選項沒有作用

Normals 啟動這個選項會在法線變化劇烈的地方進行過度採樣(supersample)。 當你啟用DOF或 motion blur這個選項沒有作用


總結:
到底場景應該要採樣怎樣的採樣呢? 答案可能會需要經過實際嘗試才知道,但以下我們提供一些建議:
  • 對於平滑的場景,且具有很少的模糊效果與平滑材質,這時候你採用Adaptive subdivision sampler能夠利用它的過低採樣(undersample)的功能,相當無敵。
  • 對於場景有大量材質細節或是有很多幾合體細節,且只有少量的模糊效果,Adaptive DMC sampler的效能最好。還有對於具有很多細節的動畫 Adaptive subdivision sampler可能會產生抖動的問題,相反地Adaptive DMC sampler可以避免這個問題。
  • 對於複雜的場景,具有大量模糊效果或是細節的紋理,Fixed rate sampler的效能最佳,可以產生高品質,且算圖時間較可預測。
  • 關於記憶體使用: image samplers需要大量的記憶體使用,用來儲存資訊在每個算圖小框(bucket)中。採用較大的算圖小框(large bucket sizes)可能會需要大量的記憶體,當你使用Adaptive subdivision sampler這個現象特別明顯,因為它會把每個次採樣的資訊都存放在算圖小框中。相反地Adaptive DMC sampler與Fixed rate sampler只會儲存所有次採樣的整體結果,所以只會消耗較少的記憶體。


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