V-Ray 3.3 Review實測報告

文 / Hammer Chen
模型 / Lien Ying-Te

優點：

• VrayTriplanarTex可用在無拆UV的模型上，對於需要佈滿材質的效果，例如金屬材質、木紋...等。與VRayCuravature搭配使用可以產生寫實的遮罩。
• 大幅簡化調參數的操作流程，只需專注於Max AA Subdivs與Noise Threshold/Color Threshold這兩個參數。對於大型工作室需要多人協同合作，例如XRef檔案中不同材質屬性，這類的狀況能夠減少參數最佳化所耗費的時間
• 在嚴格的線性工作流程之下，新的參數在沒有Sub-pixel mapping，沒有Clamp Output仍能有效抑制白色亮點
• 控制在相同雜訊品質下，相較於舊版可減少約29%的算圖時間
• Compare V-Ray Settings可快速比較不同算圖結果
• Probabilistic Shading加速體積算圖，減少了約47%算圖時間。抑制白色雜訊
• Hosek Sky Model能夠產生更寫實的天空漸層
• Aerial Perspective大氣透視可快速產生遠近物體的霧氣感
• V-Ray Clipper可以對模型產生剖面效果

缺點：

• 在相同的Noise Threshold/Color Threshold之下，筆者使用的場景，跟舊版相比算圖時間會稍增加 （但是新版可有效抑制白色雜點）
• 舊用戶需要改掉過去調參數的習慣，信任V-Ray能夠自動最佳化其餘參數

新版的V-Ray 3.3於去年的12月份發佈。之前vlado已陸陸續續透過網路以外掛的形式釋出一些新功能，例如VRayTriplanarTex、Stochastic Flakes..等等。這次發表正式把這些外掛放到V-Ray 3.3的安裝檔中。根據官方的新增功能展示影片，在速度上功能上都有顯著改進，讓我們來實際測試看看：

基於變異數的自適應採樣（variance-based adaptive sampling，簡稱VBAS）
雖然這是新功能卻不能在UI或是下拉式選單中找到。當我們開啟舊的V-Ray場景檔時，若你已升級至V-Ray 3.3，則會跳出以下提示畫面：

問你是否要切換到新版V-Ray 3.3的設定值，如果你選YES，算圖結果可能會與舊版有些不同，可能需要些微調。選NO則沿用舊的設定。為了發揮V-Ray 3.3最大效能建議完全重置算圖器，全部切換成預設值。

當你選擇YES後，V-Ray其實調整分散在UI各處的功能。根據ChaosGroup官方論壇上的資訊「Old 3.2 / new 3.3 behavior switcher」，裡面提到可用Maxscript來切換新舊版的設定。以下是V-Ray 3.3切換的Maxscript與變更的UI參數 (其中two level adaptive、sRGB color space與dynNoiseThreshold這三個參數無法在UI介面中找到）

以下是可切換到舊版V-Ray 3.2的maxscript與UI參數：

因此我們可以很清楚地知道新版的V-Ray

• 預設值是將Use Local Subdivision關閉，這代表V-Ray會接手設定場景中燈光材質的細分，如此可避免場景中有某個燈光或是材質有過高或是過低的細分導致品質不佳。這部份由V-Ray 3.3替你煩惱。
• 預設的Reflective GI Caustics 反射焦散是開啟的，反射焦散過去往往只在特殊狀況，例如游泳池或金屬環反射在環境的效果。因此在舊版是關閉的。新版由於能有效率計算GI Caustics，對於室內設計等等場景，能提供更高層次的微妙細節，當然可能會讓場景亮度提昇一點。
• Min Shading Rate設定為6，據稱這是根據統計找到的最佳參數
• Color Space 色彩空間以sRGB來計算，這樣的轉換可以讓RGB通道的數值不會因為過大或是過小，換句話說sRGB可以讓算圖速度變得更快，效果更寫實

現在我們知道V-Ray開啟時的改變，我們可以來實際測試算圖速度。根據ChasoGroup的建議，最好要在嚴謹的線性工作流程才能發揮V-Ray 3.3的功能，因此我的測試方式是先將場景檔的renderer切回scanline然後再切到V-Ray，如此可以確保乾淨的預設值，正確的線性參數。由於V-Ray 3.3最大的改變就是要簡化過去調參數複雜的過程，而根據ChaosGroup論壇上的建議，『Cheatsheet-How-to-get-a-Cleaner-image-with-SP3』，只需專注於以下兩個參數：

1. Max AA Subdivs 最大反鋸齒細分
2. Noise Threshold/Color Threshold 雜訊閥值或顏色閥值

以下是V-Ray 3.3分別是預設值Color threshold = 0.01、0.05、0.1、0.5。 算圖時間分別為1小時29分25秒、18分17秒、8分37秒、1分30秒。

以下是V-Ray 3.2分別是預設值Color threshold = 0.01、0.05、0.1、0.5。 算圖時間分別為1小時2分52秒、6分49秒、2分10秒、28秒。

因此就相同的Color threshold 來說，針對這個場景，V-Ray 3.3 算圖時間比V-Ray 3.2多花了約42~248%的算圖時間。可是就算圖品質來說，V-Ray 3.3在不同的Color threshold都比V-Ray 3.2好很多，因此這樣的比較並沒有意義。甚至可以說，舊版與新版的Color threshold的本質就不相同。

V-Ray 3.2 (左）比 V-Ray 3.3 (右）在暗部的白色雜點較多。或許這可以使用Clamp output來抑制，但這就不是真正的線性流程了。

根據上面的測試參數，我認為將Color threshold設定為0.15就能得到合理的算圖時間與品質。上圖為V-Ray 3.2，Color Threshold = 0.05，下圖為V-Ray3.3，Color Threshold = 0.15。因此在接近的算圖品質下，V-Ray3.3可以減少29%的算圖時間。

新的天光模型（Sky Model）
由上至下分別為CIE、Preetham、Hosek天光模型。新版的天光模型Hosek顏色比較細膩寫實。

Hosek Sky Model ＋ V-Ray frame buffer / Lens Effcet

大氣透視（Aerial Perspective）
這是新的Environment / Effect，可以自然地增加大氣霧氣的效果。

若是勾選affect environment rays則會產生光線在霧氣中散射的效果

三平面投影紋理（Triplanar Mapping）

這是一個多年期待的新功能，終於在這V-Ray這個版本中加入。

即便是使用seamless無縫的貼圖，正確的UV拆解，也很難達到完全無縫的貼圖效果。VrayTriplanarTex可以在無UV的狀況下，讓貼圖自然地投影到模型表面，縫的地方能自然地混合。

VRayCurvature與VRayTriplanar混合可產生寫實的邊角磨損遮罩，很適合用在需要能判斷模型細節的（Geometry sensitive) 的寫實材質。

Creating a realistic rusty metal material with V-Ray 3.3 (no audio) from Hammer Chen on Vimeo.

改良的剖面功能V-Ray Clipper，能夠即時計算布林效果

減切的模型可以是不規則的，不一定是要是平面。

隨機亮片紋理（Stochastic Flakes）

模型本身可以不必帶有UV，比較不耗記憶體，速度比較快更寫實。

體積算圖（Volume Rendering）/ Probabilistic Shading

這個場景是利用FumeFX模擬爆破，設定輸出的格式為Field3D，這是開放格式，可透過VRayVolumeGrid載入。勾選Probabilistic Shading算圖時間不但變快（由原本1分鐘18秒，減少到41秒，減少了約47%的算圖時間)

不但算圖速度變快，還減少白點雜訊。使用前，使用後。

比較V-Ray設定 (Compare V-Ray Settings)

可透過V-Ray Framebuffer的history選取兩次不同的算圖，比較這兩張圖的參數設定。

儲存 / 載入LUT檔案

光跡追蹤的倒圓角（Rounded Corners）

可使用VRayRT GPU加速在算圖時替模型的邊添加倒圓角的效果，可增加模型細節。

其他新功能：

• 支援分散式算圖，分散式的光快取（light cache）讓計算更快速
• GPU算圖：更多的紋理結點 MultiTexture、VRayMultiSubTex、ColorCorrection 等等。帶有毛髮與粒子的Proxy objects，支援VRayFur 與 VRayPlane物件，排除與包含的燈光清單
• 漸進式採樣器（Progressive Sampler）：動態的雜訊閥值讓您產生更均勻的雜訊分布，改善的次像素過濾（sub-pixel filtering），改善CPU使用率
• 幾合體：更快速的proxy objects 與instances算圖，更快速地渲染Forest Pack Pro

結論：

V-Ray 3.3提供簡化的調參數流程，讓你花更少的時間就能調出最適合的參數。VrayTriplanarTex三平面投影材質可以作為你每日材質使用的功能，筆者認為這是這版最值得升級的功能。ChaosGroup在研發軟體除了算圖速度外還很注重橫向的相容性，例如可以支援FumeFX的Field3D格式，再透過Probabilistic Shading加速算圖。筆者認為這是在算圖引擎這個戰國時代中，V-Ray還能能夠脫穎而出的原因。VRay從2.4版開始有在把UI介面簡化的方向走，而這次則是讓V-Ray自動調整subdivision，或許將來整個介面會更加簡約，讓藝術家更專注於創意創作。