2.5 VR 随机准蒙特卡罗

2.5 VR 随机准蒙特卡罗

rQMC 是randomized Quasi Monte Carlo( 随机准蒙特卡罗)的缩写。它是VR 的核心部分,一般用于确定获取什么样的样本,最终哪些样本被光线追踪。它控制场景中的反射模糊、折射模糊、面光源、抗锯齿、次表面散射、景深、动态模糊等效果的计算程度。

与那些任意一个“模糊”评估使用分散的方法来采样不同的是,VRay 根据一个特定的值,使用一种独特的统一的标准框架来确定有多少以及多么精确的样本被获取,那个标准框架就是大名鼎鼎的QMC 采样器。那么在渲染中实际的样本数量是由什么决定的呢?其条件有三,分别介绍如下:

(1)由用户在VRay 参数面板里指定的细分值(subdivs)。

(2)取决于评估效果的最终图像采样,例如,暗的平滑的反射需要的样本数就比明亮的要少,原因在于最终的效果中反射效果相对较弱,远处的面积需要的样本数量比近处的要少。这种基于实际使用的样本数量来评估最终效果的技术称为“重要性抽样”(Importance Sampling )。

(3)从一个特定的值获取的样本的差异,如果那些样本彼此之间比较相似,那么可以使用较少的样本来评估,如果是完全不同的,为了得到好的效果,就必须使用较多的样本来计算。在每一次进行新的采样后,VRay 会对每一个样本进行计算,然后决定是否继续采样,如果系统认为已经达到了用户设定的效果,会自动停止采样,这种技术称为“早期性终止”现在来看看V-Ray::DQMC Sampler 的参数面板,如图2.35 所示。

图示

图2.35

➢ Adaptive amount(适应数量):控制早期终止应用的范围,值为1.0 意味着最大程度的早期性终止,值为0,则意味着早期性终止不会被使用,值越大渲染时间越快,值越小渲染时间越慢。

➢ Noise threshold(杂点极限值):在评估样本细分是否足够好的时候,控件VR的判断能办,在最后的结果中表现为杂点。较小的取值意味着较少的杂点,使用更多的样本以及更好的图像品质。值越大渲染时间越快,值越小渲染时间越慢。

➢ Min samples(最小采样):它决定早期性终止被使用之前使用的最小样本。较高的取值将会减慢渲染速度,但同时会使早期性终止算法更可靠。值越小渲染时间越快,值越大渲染时间越慢。(https://www.daowen.com)

➢ Global subdivs multiplier(全局细分倍增):在渲染过程中这个选项会倍增,VR 中的任何细分值在渲染测试的时候可以把这个值减小而得到更快的预览效果。

➢ Time independent(每帧独立):如果勾选它,在渲染动画的时候就会强制每帧都使用一样的rQMC Sampler。

➢ Path sampler(路径样本):vRay 提供以下两种路径样本的选择方式。

➢ Default(默认):这个方式是VRay 以前版本用的Halton(奥尔顿)方式。

➢ Latin super cube(拉丁超级立方体):这是VRay1.5 新加的一种方式,1995 年Owen 在他的论文“Latinsupercube sampling for very high dimensional simulations”上论述到,Latin super cube 对巨大空间的计算用Halton(奥尔顿)方式更精确,当然渲染时间也更慢。

➢ rQMC Sampler(随机准蒙特卡罗):是VRay 的核心组成部分,最终生成的图像质量与速度都与此卷展栏中的参数设置有很大关系。在测试单帧以及最终渲染输出图像之前需要对Adaptive amount(适应数量)及Noise threshold(噪波极限)参数进行调节。它们的值的大小对最终渲染输出的成品图有相当大的影响,在测试阶段适当增高这两个参数的值时画面会产生黑斑、漏光等现象,虽然效果不是很理想,但是速度相当快,便于尽快看到测试渲染效果,以便于对场景做进一步的调整,如图2.36 所示。在最终渲染输出序列生成光子贴图前需要适当减小这两个参数的值。或者将其恢复为默认值,这样可以防止出现黑斑、漏光现象。但需要比较长的时间渲染光子贴图。如图2.37 所示。

图示

图2.36

图示

图2.37