Данная статья раскроет все параметры присутствующие в меню: Sampling, Volume Sampling и Light Paths. С помощью данных меню производится большинство настроек качества и скорости рендера Cycles. Применяя их на практике Вы сможете добиться лучшего качества за меньше время.

Прежде чем начать, стоит сказать пару слов об интеграторе. Интергратор — это алгоритм использующийся для вычисления освещения. В настоящее время Cycles поддерживает алгоритм трассировки прямых лучей. Это очень хорошо работает для большинства типов освещения, но плохо работает в очень сложных сценах, особенно если в них присутствует каустика.

Sampling

Есть два режима интегратора которые могут быть использованы: path tracing и branched path tracing. При использовании режима path tracing луч будет отскакивать от каждого типа поверхности один раз и выбирать всего один цвет. При таком подходе вычисления происходят довольно быстро, но требуют большего количества семплов, чтобы избавится от шума.

• Render Samples
  Количество путей трассировки для каждого пикселя в финальной визуализации. Чем большее значение, тем меньше шума.

• Preview Samples
  Количество путей трассировки для каждого пикселя в окне 3D-вида.

При значении 0 рендеринг будет происходить до тех пор, пока Вы его не прервете.

samples 1 samples 10

• Seed
  Устанавливает различные шаблоны шума для интегратора.

Ниже анимация движения куба со значением Seed равным 0. Как можно заметить, белые/черные точки находятся в одном и том же месте изображения вне зависимости от местоположения куба.

Здесь же, для каждого кадра анимации установлено различное значение параметра Seed. В случае шумных анимаций с малым количеством семплов используйте данный параметр.

• Clamp Direct
  Удаляет все прямые лучи превышающие заданный уровень. Это помогает предотвратить белые пиксели в ущерб интенсивности освещения.

• Clamp Indirect
  Удаляет все отраженные лучи превышающие заданный уровень. Это помогает предотвратить белые пиксели в ущерб интенсивности освещения.

На изображении ниже сцена с отключенным параметром Clamp (оба в значении 0). Яркое пятно на полу — это прямой свет, падающий на него от источника света. Практически все остальное — это отраженный свет. Плоскости слева назначен шейдер Glossy, а той что в воздухе — Diffuse.

Ниже Вы можете наглядно увидеть разницу между удалением части прямых и отраженных лучей. Шума становится значительно меньше, но вместе с ним и освещения.

Clamp Direct 0,5  Clamp Indirect 0,5

При использовании режима branched path tracing у Вас есть возможность установить количество отскоков луча для каждого типа шейдера. Это очень полезно в сценах, где, например, доминируют диффузные шейдеры и отсутствуют шейдеры объема. Вы можете установить нужное количество проходов для диффузного щейдера и добиться хорошего качества и убрать полностью объем, тем самым сохранив время рендеринга. Чтобы добиться такого же качества диффузного шейдера как при 250 семплах (режим path tracing), вам необходимо установить 10 AA samples и 25 diffuse samples. 25 diffuse samples — это количество отскоков луча для каждого AA семпла (10 Х 25 = 250). К счастью, арифметикой заниматься не придется, потому как все итоговые значения выводятся внизу данного меню. А теперь немного подробнее…

• AA Render Samples
  Количество семплов для каждого пикселя в финальной визуализации. Чем большее значение, тем сглаженнее объект.
• AA Preview Samples
  Количество семплов для каждого пикселя в окне 3D-вида.

AA Samples 0

AA Samples 4

• Diffuse Samples
  Количество диффузных семплов для каждого семпла АА.
• Glossy Samples
  Количество семплов отражения для каждого семпла АА.

На изображениях видно как можно улучшить качество отдельных поверхностей не затрагивая остальные:

Diffuse 4 Glossy 0

Diffuse 0 Glossy 4

• Transmission Samples
  Количество семплов прозрачности для каждого семпла АА.
• AO Samples
  Количество AO семплов для каждого семпла АА.
• Mesh Light Samples
  Количество семплов светящихся объектов (emission) для каждого семпла АА.
• Subsurface Samples
  Количество семплов подповерхностного рассеивания для каждого семпла АА.
• Volume Samples
  Количество семплов объема для каждого семпла АА.

• Sample All Direct Lights
  Производит выборку для всех прямых источников света, вместо одного выбранного в случайном порядке.
• Sample All Indirect Lights
  Производит выборку для всех отраженных источников света, вместо одного выбранного в случайном порядке.

Сюзанну освещает три лампы типа Point:

Sample Lights off

Sample Lights on

• Square Samples
  Возвести в квадрат все семплы.

Очень удобно устанавливать высокие значения семплов не вводя большие числа. 4 AAx3 Glosyy = 12 samples. 12×12=144:

Также в данном меню присутствуют две предустановленные настройки (Final и Preview), которые Вы можете дополнить любым количеством собственных, чтобы каждый раз не проделывать одно и тоже.

Volume Sampling

• Step Size
  Расстояние между семплами шейдерных объемов. Низкие значения дают более точные результаты, но также увеличивается время визуализации.

Для наглядности я увеличил Step Size до 1. Как видите качество огня и дыма плохое, но и рендер занял всего 6,8 секунды:

А теперь сравните два изображения со значением по умолчанию (0,1) и очень низким значением (0,01):

Step Size 0.1 (35,8 секунд)

Step Size 0.01 (5,27 минут)

При 10 семплах визуальная разница отсутствует, зато время рендера во втором случае возросло в 10 раз.

• Max Steps
  Максимальное количество шагов через объем. Низкие значения уменьшают время рендеринга, но также удаляют часть объема.

На изображении ниже рендер со значением по умолчанию (1024). На него потребовалось 35,2секунды:

А теперь еще два рендера с более низкими значениями:

Max Step 50 (35,2 секунд)

Max Step 10 (13,2 секунд)

Вы могли заметить, что при значении 1024, что при 50 ни качество, ни время не изменилисьабсолютно, но при 10 у нас почти отсутствует объем и время соответственно уменьшается.

Как итог можно сказать, что данные параметры по умолчанию отлично подходят для большинства задач и регулировать их нужно лишь в особых случаях и пониманием дела.

Light Paths

• Transparency Max
  Максимальное количество отскоков для прозрачных объектов.
• Transparency Min
  Минимальное количество отскоков для прозрачных объектов.

Чтобы избежать светлячков и черных частей изображения устанавливайте оба значения одинаковыми.

Ниже изображение из 20 прозрачных паралелепипедов. При значении 8 мы видим лишь сквозь 8 плоскостей (тоесть через 4 паралелепипеда), а дальше свет не проходит. При значении 30 все объекты становятся прозрачными:

Transparency Max/Min 8

Transparency Max/Min 30

• Transparent Shadows
  Включает отбрасывание теней от прозрачных объектов. При отключении тень будет как от диффузного объекта.

Transparency Shadow Off

Transparency Shadow On

• Reflective Caustics
  Включает/выключает каустику отраженную от поверхностей объектов.
• Refractive Caustics
  Включает/выключает каустику проходящую сквозь объекты.

На изображении ниже оба типа каустики: Белые пиксели вокруг зеркального куба — это Reflective каустика. Белые пиксели за диамантом — это Refractive каустика.

Результаты с отключением каустик:

Reflective Off

Refractive Off

• Filter Glossy
  Значения больше 0 размывают отраженную каустику. Используется для предотвращения появления белых пикселей. 

Filter Glossy 0

Filter Glossy 0,2

Данная опция не плохая альтернатива полному отключению каустики.

• Max Bounces
  Максимальное количество отскоков света.
• Min Bounces
  Минимальное количество отскоков света.

Также рекомендуется устанавливать минимум и максимум идентичными.

• Diffuse Bounces
  Максимальное количество отскоков для диффузных материалов.

При значении 0 свет будет попадать на объект и полностью им поглощаться. На картинке ниже красный куб никак не влияет на свое окружение (красный цвет присутствует лишь на нем). В реальности же такого не бывает:

При значений 1 луч будет отскакивать от красного куба на пол и правый куб, а при 2 еще и на левый куб от правого. Таким образом, чем выше будет значение, тем светлее (потому как много белых объектов) и краснее (из-за красного куба) будет становится сцена.

Diffuse Bounces 1

Diffuse Bounces 3

• Glossy Bounces
  Максимальное количество отскоков для глянцевых материалов.

На изображении ниже две плоскости с шейдером Glossy (два зеркала направленных друг на друга). В зависимости от того, сколько отскоков Вы установите, столько раз они отразятся друг в друге:

Glossy Bounces 4

Diffuse Bounces 3

• Transmission Bounces
  Максимальное количество отскоков для прозрачных материалов.

На изображении ниже три сферы расположенных одна в одной как матрешки с шейдером Transculent. Позади них находится лампа. При низких значениях практически весь свет остается внутри сфер:

Transmission Bounces 1

Transmission Bounces 12

• Volume Bounces
  Максимальное количество отскоков для объемов.

На изображении два куба с шейдером Volume Scatter. Чем больше отскоков, тем реалистичнее объем:

Volume Bounces 0

Volume Bounces 2

Также как и в меню Sampling в данном меню присутствуют предустановленные настройки, которые Вы можете дополнить любым количеством собственных, чтобы каждый раз не проделывать одно и тоже.

Включение и увеличение большинства выше перечисленных параметров улучшает Ваш рендер и добавляет ему реализма ценой продолжительности времени визуализации. Поэтому приходится все время искать золотую середину, чтобы и красиво было и увидели не только внуки :)
Надеюсь теперь Вы немного лучше стали понимать как ведет себя луч света, какие параметры больше всего влияют на количество шума и как ускорить время рендеринга отключив просчет того, чего в Вашей сцене попросту нет. Всем быстрых и качественных рендеров и до встречи в следующих уроках!

Оригинал статьи.