آشنایی با تکنیک RAYTRACING

یونس بنا

زمانیکه رندر آغاز میشود، ابتدا یک سری پرتو (Ray) از سمت دوربین به صحنه منتشر میشود تا اطلاعات را از صحنه و موضوعات جمع آوری کرده و در رندر نهایی نمایش دهد. این پرتوها که از دوربین ساطع میشوند، پرتوهای اولیه یا Primary Rays نامیده میشوند. کنترل این پرتوها به عهده ی Image Sampler یا Anti-Aliasing میباشد.

زمانیکه پرتوهای اولیه به سطوح موضوعات در صحنه برخورد میکند، تبدیل به پرتوهای بیشتر شده و در همه جهات در صحنه پخش میشوند تا اطلاعات کاملتری از جمله Lighting, Shadows, Global Illumination (GI), Reflection, Refraction, Sub-surface Scattering و غیره را از صحنه جمع آوری کند. این پرتوها، پرتوهای ثانویه یا Secondary Rays نامیده میشوند و کنترل آنها به عهده ی DMC Sampler میباشد.

یونس بنا

 پس از این به بعد میتوانیم به جای کلمه ی پرتو یا Ray از کلمه جزییات یا Sample استفاده کرد، چون کار اصلی هر پرتو جمع آوری اطلاعات و جزییات از صحنه میباشد.

هر چه تعداد پرتوهای اولیه و ثانویه بیشتر باشد، سیستم V.Ray اطلاعات بیشتر و کافی تری را از صحنه دریافت کرده ،در نتیجه رندر زیباتر و بدون Noise را منجر میشود.

وجود Noise در رندر یعنی نبودن اطلاعات کافی برای V.Ray !!!!!!!!! پس برای از بین بردن Noise باید اطلاعات بیشتری از صحنه به V.Ray داده شود و اطلاعات بیشتر نیاز به Sample های بیشتر است.

تعداد پرتوهای اولیه که به صحنه ساطع میشوند با پارامترهای Min Subdivs, Max Subdivs و Color Threshold موجود در Image Sampler تعریف میشود.

تعداد پرتوهای ثانویه که در صحنه پخش میشوند با مقدار Subdivs موجود در پارامترهای Lights / Global Illumination / Materials و گزینه Noise Threshold موجود در پارامترهای DMC کنترل میشود.

 خلاصه:

Ray = Sample

Primary Samples = تعداد پرتوهای اولیه که به صحنه ساطع میشود و تعداد آنها به عهده Image sampler میباشد. و وظیفه اصلی آن، کنترل کیفیت هندسه احجام و تکسچر ماده ها و جلوه هایی از قبیل depth of field و motion blur میباشد.

 Secondary Samples = تعداد پرتوهای ثانویه که در صحنه منتشر میشوند و تعداد آنها به عهده DMC میباشد. و وظیفه اصلی آن کنترل Lighting, Global Illumination (GI), Shadows, Material Reflection & Refraction و Sub-Surface Scattering میباشد.

Nosie= نبودن اطلاعات کافی

Subdivs = عددی که به توان 2 رسیده و تعداد Sample ها را کنترل میکند. Subdivs2 = Samples

برای مثال   تعداد 8 برای subdivs یعنی 64 تا sample

..................................................................................................................................................

درک رندر المنت Sample Rate

 رندر المنت Sample rate یکی از مهمترین ابزارها برای بهینه کردن رندرهاست. به کمک آن V.Ray نمایش میدهد که عملیات Sample گزاری مرحله ی Image sampler یا AA در هر پیکسل تصویر به چه شکل انجام میشود. تعداد پرتوهای اولیه (Primary Samples) منتشر شده در هر پیکسل با رنگ های خاصی در این رندر المنت، مشخص میشود.

رنگ آبی نمایش دهنده ی حداقل تعداد Sampleهای استفاده شده(AA) در آن پیکسل میباشد.

رنگ سبز نمایش دهنده ی حدوسط تعداد Sampleهای استفاده شده(AA) در آن پیکسل میباشد.

رنگ قرمز نمایش دهنده ی حداکثر تعداد Sampleهای استفاده شده(AA) در آن پیکسل میباشد.

sample rate

 با توجه به این مطلب، در صحنه ای که مقادیر Min و Max در Image sample روی 1 و 10 تعریف شده باشد(یعنی حداقلSample روی 1 و حداکثر روی 100 در هر پیکسل):

-در پیکسل های آبی، 1 پرتو اولیه منتشر شده است.

-در پیکسل های سبز، 50 پرتو اولیه منتشر شده است.

-در پیکسل های قرمز، 100 پرتو اولیه منتشر شده است.

در صحنه ای که مقادیر Min و Max در Image sample روی 1 و 100 تعریف شده باشد(یعنی حداقلSample روی 1 و حداکثر روی 10000 در هر پیکسل):

-در پیکسل های آبی، 1 پرتو اولیه منتشر شده است.

-در پیکسل های سبز، 5000 پرتو اولیه منتشر شده است.

-در پیکسل های قرمز، 10000 پرتو اولیه منتشر شده است.

..................................................................................................................................................

 آشنایی با نحوه کار V.Ray 

برای این آموزش از یک صحنه ی ساده که شامل:

یک صفحه که روی آن تعدادی کره قرار گرفته و برای ماده هایشان از Diffuse, Glossy Reflect, Glossy Refract,sss استفاده شده است. دو نور منطقه ای و یک نور Dome با HDRI در این صحنه کار شده است. Global llumination فعال بوده و از موتورهای Brute Force و Light Cache برای استفاده شده است. 

برای دانلود فایل این صحنه، کلیک کنید.

 یک رندر با تنظیمات اولیه میگیریم:

مقادیر Min و Max در Image sampler یا AA را روی 1 و 8 قرار دهید.

مقادیر Subdivs برای Lights, GI, Materials را روی حالت پیش فرض یعنی 8 قرار دهید.

مقدار Noise Thereshold را روی 0.001 تعریف کنید.

بقیه ی پارامترها به حالت پیش فرض تنظیم شده اند.

یونس بنا

خوب! بیایید ببینیم با توجه به اطلاعاتی که به V.Ray دادیم، چه اتفاقاتی افتاده است! شما به V.Ray گفته اید که

برای هر پیکسل 64 پرتو اولیه یا Sample (عدد 8 به توان 2) از دوربین منتشر شده تا بتواند اطلاعات را دریافت کند(AA)، و مقدار Noise را به قدری کاهش داده تا به آستانه ی Noise thereshold برسد. ولی برای هر پرتو AA یک پرتو تانویه برای گرفتن اطلاعات از GI , Material, Lights ایجاد میشود.

در اینجا سوالی برایتان پیش می آید:

فقط 1 پرتو ثانویه برای GI, Materials, Lights منتشر میشود؟؟؟ مگر با توجه به عدد8 که برای Subdivs تعریف کرده ایم نباید 64 پرتو برای هر پرتوAA تولید شود؟

ادامه دارد...

 

اطلاعیه

 یونس بنا

 

جدیدترین مطالب

«
»