CG Taiwaner 台灣人玩動畫: VRay 3.0 新增功能搶先報

V-Ray之父Vlado

原文：Highlights from Vlado’s V-Ray 3.0 sneak peek presentation at EUE 2013
作者：Torgeir Holm
翻譯：Hammer Chen

Vladimir “Vlado” Koylazov先生在荷蘭的烏特勒支所舉行的每年用戶大會上發表演說，透漏了下重大版本的V-Ray可能推出的功能。大家都很感興趣，擠滿了整個演講廳，因此一小時候他還必須要重講第二場（譯者注：講給其他沒聽到的人聽）。

以下是改良功能（但是不保證）將出現在V-Ray 3.0中：

Brute force算圖速度改進
VRay的研發已經超過10年了。Brute force的方法整體來說速度過慢，不適合用在專案上，也因此研發了速度較快的，偏差的方法(biased methods)，例如：irradiance map 和light cache，也導致了V-Ray並沒有特地最佳化brute force路徑追蹤。相對地，偏差法的副作用是動畫會閃爍以及其他的一些算圖錯誤(artifacts)。

從V-Ray一開始推出到現在，物換星移。有了今日的硬體與演算法的進步，brute force的實用性變高，也因此Chaos Group花時間最佳化內部的程式碼，以最佳化路徑追蹤(path tracing)的演算，也添加了對Embree raycaster的支援（當你使用Intel處理器時能夠採用這個功能）。

還有很多需要開發的部份，但是下例中你可以看到速度上的顯著進步，這個教室場景，以V-Ray 2.4算圖花費了15分鐘44秒；若是以V-Ray 3.0 beta採用Embree只花了5分鐘55秒，也就是說brute force算圖提昇了2.66倍的算圖速度！

Brute force算圖最佳化

最大射線強度(Max ray intensity)
brute force path tracing另一個大問題就是會出現白點的問題。要提昇採樣到非常高才有可能讓這白點的問題消失。要清除這白點非常困難，因為很難找到反射與折射焦散(caustics)的路徑。V-Ray 3.0新增了max ray intensity這個參數，將會顯著地減低這個問題，這個選項很類似“clamp output” 但是針對個別的射線，而不是對影像採樣。只會套用在二級射線，因此第一級射線的資訊能保留。儘管這不是物理精確的，也會移除場景中某些光線，但能很迅速地讓畫面更乾淨。

套用Max ray intensity 使用前與使用後

漸進式的算圖(Progressive rendering)
V-Ray 3.0提供新的image sampler稱為progressive rendering。這個sampler會作用在整個畫面上，跟V-Ray RT一樣。跟bucket sampling相較之下的優點是漸進式的算圖讓你總是能看到整體畫面，也避免掉了bucket算圖算到最後一張特別慢的問題（稱為bucket syndrome）。演講中講者有提到另外一個解決bucket syndrome的方法，我們之後再談。Progressive rendering是透過控制整體GI shading rate參數，光線glossies來調整的。這個功能能完全支援分散式算圖。

毛髮算圖
因為V-Ray越來越應用在角色算圖上，也因此需要渲染毛髮。所以V-Ray 3.0針對這點進行最佳化。V-Ray 2.0已經提供了頭髮專門的Shader，這次增加對3ds Max 與 Maya的相關外掛，例如Hair & Fur，Ornatrix，HairFarm，Maya Hair/nHair，Shave & Haircut 與Yeti的支援。

V-Ray 3.0的毛髮shader針對半透明的毛髮最佳化，如此能達到柔化自然外觀的毛髮。記憶體使用與毛髮光跡追蹤也做到了動態最佳化。下圖展示了速度巨幅提昇，由原本的26.5分鐘降到2.5分鐘：

毛髮算圖最佳化，之前與之後

Vismat materials 通用材質格式
在不同應用程式之間轉換V-Ray，例如3ds Max 與 Maya之間，是一大挑戰。在混合的應用程式的工作環境中，如果能夠輕易地轉換材質那就太棒了，我們就可以轉換場景與動畫了！現今的方法非常複雜，需要繁重的.vrscene格式轉換，且只支援Max 轉 Maya，並不支援Maya轉Max。

同時，V-Ray for Rhino 與 SketchUp也有其Vismat材質，你可以上官網上Chaos Group公司提供大量的Vismat材質庫。

Vismats是以XML為架構撰寫的，不侷限於特定的應用程式，描述V-Ray材質，可以用來描述大部分的材質。目前無法支援特定軟體才有的功能。提供V-Ray特有的程序性紋理。

Vismat 材質編輯器
V-Ray 3.0中增加了對Vismat格式的支援，讓你可以輕易地在3ds Max 與 Maya之間轉換材質。Vismat材質編輯既具有以Python 和QT撰寫的UI。在所有應用程式都有相同外觀，也提供獨立的材質編輯器。目前也計畫撰寫節點式的Vismat編輯器，但還不會出現在V-Ray 3.0中。

Vertex merging 點的合併
某些間接照明(indirect illumination)的效果很難以camera based raytracing的方式進行算圖。這個東西能用在焦散效果(caustics)上。Vertex merging是個非常強大，新的GI演算法，結合了雙向路徑追蹤(bidirectional path tracing)與漸進式光子映照(progressive photon mapping）。這是有偏差的解算方式(biased solution），但隨著計算時間偏差會減小，這個方法也比photon mapping要簡單。

Vlado示範了一個例子，這個例子中茶壺封存在方塊玻璃中，只單純以焦散照明。如果沒有採用vertex merging技術，茶壺算出來非常暗，並沒有獲得穿透過玻璃的光線；但是如果我啟用了vertex merging技術，算出來的效果就更加寫實了。

V-Ray RT GPU
V-Ray RT GPU 現在支援render elements。V-Ray RT現在能由預覽的工具變成真正的製作專案的能夠合成的工具了。V-Ray RT GPU可以支援大部分的render elements（儘管不是全部），某個更新功能卻只在V-Ray RT GPU版本才有。一般的V-Ray算圖elements並沒有的功能，那就是V-Ray RT GPU 支援完整的light select elements，包含了GI, light, reflections等功能。

Maya Viewport
V-Ray RT其他的開發功能還有如V-Ray RT能用在Maya viewport renderer上面，這看起來很有用。很不幸的是這個功能不能在3ds Max軟體上使用，因為3ds Max軟體本身的限制，3ds Max的用戶應該要向Autodesk抱怨一下。Maya的viewport模式支援V-Ray RT所有的功能，包含CPU 和 GPU rendering與分散試算圖，你還可以調整算圖解析度，讓算圖時間減少些（例如一半的解析度）。

請看以下展示影片（這影片可能不含有最新的軟體開發功能因為影片是好幾個月以前的）