光线跟踪质量(选项卡)

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在“光线跟踪质量”选项卡中,可以全局设置照明、光子跟踪、各种采样质量、跟踪深度和材质的参数。

完成对渲染设置的自定义后,使用渲染摘要获取内容摘要,例如渲染总数和文件总数等。完成属性设置后,使用模块底部的按钮开始图像计算。

照明模式

交互/静帧

视频字幕:打开“渲染设置”,然后选择“光线跟踪质量”选项卡。从“交互”菜单中选择“预计算 + 阴影”,从“静帧”菜单中选择“完整的全局照明”。在工具栏中激活“光线跟踪”。只要不激活“抗锯齿”按钮,您就处于交互渲染模式。如果您不使用鼠标,当您激活抗锯齿时,将处于静帧模式。一旦停止导航,VRED 将自动切换到静帧模式,并开始平滑渲染。因此,您可以为交互和静帧定义几种照明模式。例如,如果要以交互帧速率移动,请使用“预计算的照明”模式。如果您想完成导航,以便从一个特定的角度来查看场景,看看真实的阴影,请使用“预计算 + 阴影”模式。如果要通过渲染导出任何图像,则必须使用静帧设置。

允许在光线跟踪下为交互渲染和静帧渲染选择不同的照明模式。这允许以预计算模式运行,以与场景快速交互,并可以自动切换到完整的全局照明以进行静帧渲染。可以使用五种模式:

  • 预计算 - 这种模式不计算直接反射,也不计算折射或任何其他复杂的视觉效果。

视频字幕:打开“渲染设置”,然后选择“光线跟踪质量”选项卡。请在“交互”中选择“预计算的照明”作为照明模式。在工具栏中激活“光线跟踪”。如您所见,场景的主外观没有变化。在“预计算的照明”模式下,HDR 仍设置为基本照明。此外,仍使用环境光遮挡进行着色。现在,使用了场景的真实反射和折射。打开“材质编辑器”,然后将默认环境更改为“可见”。现在,您可以看到场景中使用的天顶几何体上的默认材质。打开“场景图形”并隐藏天顶几何体。周围区域中的所有镜面反射镜像都将消失。这表明在光线跟踪中应使用周围几何体。使用周围几何体时,不会显示交互式反馈。在变换对象的过程中,可以在镜面反射镜像中看到交互式更新。预计算的照明是 VRED 中最快的光线跟踪照明模式。

  • 预计算 + 反射 - 这种模式使用预计算的环境光遮挡和间接照明进行渲染,并计算光源的镜面反射和折射以及正确阴影。这种模式可与 VRED OpenGL 渲染模式相媲美。

  • 预计算 + 阴影 - 这种模式使用预计算的基于图像的照明和间接照明,但不使用预计算的环境光遮挡值。相反,它会根据活动环境计算阴影。

视频字幕:打开“渲染设置”,然后选择“光线跟踪质量”选项卡。在“交互”中选择“预计算 + 阴影”作为照明模式。在工具栏中激活“光线跟踪”。在“预计算 + 阴影”模式下,HDR 仍然是基本照明。此外,还使用了场景中的真实镜像和反射。不使用准备好的环境光遮挡。真实阴影是在 HDR 材质的基础上计算的。打开“材质编辑器”,然后选择默认环境以将其切换为“可见”。需要周围几何体才能查看场景中 HDR 的反射和阴影。现在可以包含其他周围文件。现在,您将看到对阴影投射所做的任何修改。围绕 Z 轴旋转阴影材质,并观察阴影如何同步更改方向。当然,此时以交互方式重新计算每个几何体的阴影。使用“预计算 + 阴影”照明模式,以最短的渲染时间获得出色的结果。

  • 预计算 + IBL - 这种模式使用预计算的间接照明并对环境进行采样。

视频字幕:通过快速访问栏打开“渲染设置”。选择“预计算 + IBL”作为渲染模式。激活“光线跟踪”。HDR 不是照明默认设置。隐藏环境时,渲染视图显示为黑色。此时将计算场景的真实阴影。而且,还将继续计算反射和折射。此外,在“预计算 + IBL”模式下还可以确定光泽反射并分别显示它们。通过快速访问栏打开“材质编辑器”,然后创建新的塑料材质。将颜色更改为黑色,并将“粗糙度”值设置为 0.01。将材质应用于几何体。创建任意几何体并将其放置在您的几何体上方。您可以看到此时正在计算光泽反射。将渲染模式切换到“预计算 + 阴影”。如您所见,在“预计算 + 阴影”模式下,不会生成光泽反射。

  • 完整的全局照明 - 这种模式不使用预计算的值,但会以基于物理原理的方法对所有对象进行准确采样。其他功能(例如光子映射)需要将渲染模式设置为“完整的全局照明”。

视频字幕:打开“渲染设置”,然后选择“光线跟踪质量”选项卡。从“交互”菜单中选择“完整的全局照明”模式。在工具栏中激活“光线跟踪”。在“完整的全局照明”模式下,将计算整个场景。在此,可以看到镜面反射、光泽反射、折射、投射的直接阴影和间接照明。打开“材质编辑器”,然后选择默认环境以将其切换为“可见”。如果现在隐藏周围几何体,则场景中将没有基本照明。使用“完整的全局照明”可获得质量最佳的结果。

光子跟踪

视频字幕:在下面演示光子跟踪时,我们将创建一个立方体作为特殊环境。在菜单栏中打开“场景”菜单,然后通过“创建几何体”创建一个长方体。如有必要,定位长方体时在您的对象周围保留一些空间。通过快速访问栏打开“渲染设置”,在“光线跟踪质量”下的“照明模式”部分中,为“交互”和“静帧”选择“完整的全局照明”。渲染视图显示为黑色,因为对象未被任何光源照亮。通过主菜单栏中的“场景”调用“灯光编辑器”。借助鼠标右键,打开“灯光编辑器”关联菜单并创建新光源。在“区域灯光”部分的“形状”下,将灯光类型更改为“球体”灯光。将灯光的“强度”值增加到 10,并借助“变换”参数(可通过快速访问栏调用)缩放光源。根据需要定位光源。打开“渲染设置”,然后选择“光子跟踪”部分。在“模式”下,选择“仅间接”以启用光子跟踪。场景的间接照明专门通过光子实现。为了演示此效果,我们将模式从“完整的全局照明”切换为“预计算 + IBL”。如您所见,间接照明的唯一区别是发射的光子。在“完整的全局照明”模式下,还有光泽反射。实际上,光子发射到的地方只有间接照明。为了照亮整个场景,在光子数和半径之间实现良好平衡很重要。实际上,最佳情况是光子数量无限多,而半径无限小。由于这是不可能的情况,因此尝试对计数和半径等使用估算值,以获得满意的结果。可以通过“光子半径”控制单个光子的半径。激活“抗锯齿”。您可以看到未生成无噪波的图像。这表示尚未找到计数和半径之间的平衡点。分别更改光子的半径和计数。通过增加计数和缩放半径,更多的黑暗区域能够被光子覆盖,从而减少噪波。您可以启用“使用自动光子半径”,以确保图像中不会出现黑暗区域。此处,结果有时可能不符合实际情况,具体取决于光子数。

光子跟踪提供了一种计算场景的全局照明的方法。VRED 中默认的完整的全局照明模式提供了高质量结果,但可能需要更长的计算时间。光子跟踪可以大幅缩短渲染清晰图像所需的时间,尤其是在汽车内饰或建筑室内场景等室内场景中。

模式

VRED 提供了不同的光子映射模式。

  • 禁用 - 在 VRED 中禁用“光子跟踪”并使用默认的完整的全局照明算法。

  • 仅间接 - 使用“光子跟踪”计算场景中的间接照明(所有相互反射的灯光)。这是最常见的模式。

  • 焦散 + 间接 - 使用“光子跟踪”计算由于场景中的镜面反射材质而产生的间接照明和焦散。这对于透明和半透明对象(例如玻璃或池中的水)很重要,因为灯光从这些曲面反弹并且也会照亮它们。

    焦散示例

    提示:

    要获得物理上非常精确的照明效果,请尝试将全局照明与最终聚集结合使用。

    最终聚集

视频字幕:通过快速访问栏打开“场景图形”,并借助鼠标右键菜单调用“场景图形”菜单。创建材质组。通过拖放使其从属于您的几何体。如有必要,打开“材质编辑器”,然后创建新的玻璃材质。将材质的外部透明度更改为蓝色色调。将折射率值设置为 1.2,并激活“实体阴影”。通过拖放将材质指定给材质组。创建其他材质。这次选择一种塑料材质。将“漫反射颜色”更改为较暗色调,并将“粗糙度”值指定为 2。将材质指定给地板平面。在“材质编辑器”中选择环境 HDR,然后在“颜色校正”部分中,将曝光值设置为 0 以在场景中取消激活 HDR 照明。这是为了演示如何使焦散在场景中可见。如有必要,通过“场景”菜单调用“灯光编辑器”。通过选择“启用”激活预先设置的光源。要生成新光源,请在“灯光编辑器”中选择加号,然后选择一种灯光类型。通过快速访问栏打开“渲染设置”,然后在“光线跟踪质量”选项卡中,打开“照明模式”以访问其设置。要显示焦散,渲染模式必须为“完整的全局照明”。展开“光子跟踪”部分,然后在“模式”下选择“焦散 + 间接”以对焦散激活光子跟踪。可以通过“交互计数”设置发射的光子数。使用此参数表示进行的是交互渲染。将该值更改为 500 000 以发射此数量的光子。移动几何体,使创建的焦散显示在地板平面上。根据需要增加光子数,以增强创建的焦散的显示效果。出于性能原因,再次减少光子数。借助“场景图形”选择光源,然后根据需要在渲染视图中移动它。通过移动光源引起的焦散变化以交互方式显示。增加光源的强度。打开“渲染设置”,然后将用于交互和静帧的光子计数增加到 100 万。“静帧计数”定义用于图像计算过程的光子数量。激活“抗锯齿”。

跟踪深度

设置当计算光子或光线颜色时在光线跟踪过程中考虑的反射次数。

交互计数/静帧计数

指定为每个图像采样发送到场景中的光子数量。如果将图像采样集设置为 256 时指定光子计数为 100,000,则系统将针对一个帧发送 25,600,000 个光子至场景中。发送的光子数越多,输出的像素化程度越低。

使用自动光子半径

使用预处理会为场景中的每个光子查找最近的 16 个光子,并计算平均查找半径的两倍。此功能适用于大多数情况。

光子半径

指定光线跟踪器查找光子时使用的命中点周围的半径。半径越大,光线跟踪器找到的光子越多,但查找时间可能会增加。

交互最终聚集/静帧最终聚集

可以通过两种方式来使用光子贴图。第一种方法始终用于焦散光子。它会收集命中点周围的光子来计算入射照明。这种方法可以带来快速的交互性能并能够计算场景中的所有灯光路径,但它可能需要大量光子才能获得清晰图像。另一种方法是使用最终聚集。在最终聚集中,将先执行一次反弹间接照明,然后再评估光子贴图。这是 VRED 中的默认“光子跟踪”方法,因为它可以在短时间内生成高质量的图像。如果将最终聚集质量设置为“禁用”,将启用第一种方法,如果将其设置为任何其他值,将使用第二种方法。

视频字幕:在此示例中,预先创建了一个立方体,用以充当空间周围对象。通过主菜单栏中的“场景”打开“灯光编辑器”。激活所需的可用光源。借助“渲染设置”将渲染模式更改为“完整的全局照明”。打开“光子跟踪”部分,然后选择“仅间接”以激活光子跟踪。有关光子跟踪的详细信息,请查看“光子跟踪”教程。将光子数设置为 500 000。通常,照亮场景需要许多光子。不同的颜色值和光子的影响可能会导致在图像中产生噪波。为了解决此问题,添加了“最终聚集”。可通过将最终聚集质量设置为介于 1 和 4 之间的值来激活“最终聚集”。“最终聚集”会每隔 7 个光子创建一个辐射光子。通过辐射,从相邻光子收集信息并将其存储在最终聚集贴图中。“最终聚集半径”定义从辐射光子进行此信息收集过程的半径。

最终聚集半径

设置用于在光线跟踪过程中找到最近的最终聚集点的半径。使用较小的半径可提高性能,但需要更多的光子以避免出现黑暗区域。

注意:

要评估最终聚集点,请在启用光子映射和最终聚集的情况下使用“间接照明渲染”。如果结果质量好,最终聚集点应该只有少数黑色区域(没有存储光子)。

最终聚集刷新

如果将“最终聚集质量”(“交互最终聚集”/“静帧最终聚集”值)设置为 1 或更高值,则可以设置光子贴图的更新频率。默认情况下,将更新每个图像采样的光子贴图,从而将许多光子发送到场景中。如果“最终聚集质量”设置为“禁用”,通常只需每帧更新一次光子贴图,然后将其用于每个图像采样,从而缩短渲染时间。

  • 关于每个采样 - 更新每个图像采样的光子贴图。这是默认设置,因为它也适用于包含动画对象的场景,这些动画对象原本可能会导致出现闪烁。

  • 关于场景更改 - 除非激活运动模糊,否则将针对每个帧更新一次光子贴图。由于焦散需要许多光子,因此仍将为每个采样更新焦散贴图,同时只更新一次间接照明光子贴图。此设置通常可实现最佳渲染性能,但需要更高的光子计数来获得无伪影结果,尤其是当渲染包含动画对象的场景时。结果可能会在光子计数较低的区域闪烁。因此,这种模式应仅用于包含静态几何体和材质的场景。

使用最终聚集进行光泽反射

如果激活,将通过最终聚集贴图而不是路径跟踪来评估光泽反射。这可缩短渲染时间,但会降低反射的准确性。

禁止自动更新光子贴图

激活后,光子贴图不会自动更新。

  • 光子映射 - 仅当启用了“光子跟踪”时,才适用于纹理烘焙类型。

    在烘焙时使用此选项,因为它有助于计算照明困难的场景。镭射灯光需要光子映射;因此,只能将来自镭射灯光的照明烘焙到光照贴图,相反则不行。光子映射计算分布在所有 GPU 上,从而减少在光子跟踪期间可能发生的瓶颈。有关详细信息,请参见光子跟踪部分。

    光子映射示例

IBL 采样质量

交互

设置交互 IBL 采样质量。

视频字幕:打开“渲染设置”,然后选择“光线跟踪质量”选项卡。从“交互”和“静帧”菜单中选择“预计算 + 阴影”。在工具栏中激活“光线跟踪”。打开“光源采样质量”部分。将“交互”质量增加到 2。您可以立即在交互窗口中看到噪波减少的结果。在工具栏中激活“统计信息”。现在,由于交互采样数增加,使用性能可能会降低。将质量切换回 1,并比较当前 FPS(每秒帧数)的差异。您可以由此权衡采用以性能为导向的方式还是以质量为导向的方式。

静帧

设置静帧 IBL 采样质量。

反射/折射采样质量

交互

设置反射和折射的交互采样质量。

静帧

设置反射和折射的静帧采样质量。

跟踪深度

交互

设置每条射线可能会遇到的反射和折射的交互式数量。

静帧

设置每条射线可能会遇到的反射和折射的静帧数量。

材质覆盖

每种材质都可以有自己的材质属性、照明模式、IBL 采样质量、反射/折射质量和跟踪深度设置。对于每种材质,可以在“材质编辑器”的“光线跟踪设置”中单独设置不同的覆盖。

预先确定在全局范围内激活了所有重写。这表示对于每种材质,可以使用不同渲染设置。可以在此取消激活此设置,以忽略特殊材质设置。

允许材质覆盖

覆盖用于交互渲染或静帧渲染的全局允许材质设置。

照明模式覆盖

覆盖用于交互渲染或静帧渲染的全局设置照明模式。

视频字幕:打开“渲染设置”,然后选择“光线跟踪质量”选项卡。选择“预计算的照明”作为“交互”和“静帧”的照明模式。在工具栏中激活“光线跟踪”。打开“材质编辑器”。在渲染窗口中选择轮胎几何体,以便查看材质属性。打开“光线跟踪”部分。激活“覆盖照明模式”功能,为交互和静帧模式选择“预计算 + IBL”。现在,将在“预计算的照明”模式下计算场景,在“预计算 + IBL”模式下计算轮胎材质。这意味着轮胎上将显示光泽反射和正确的阴影。选择“阴影材质”。打开“光线跟踪”部分。激活“覆盖照明模式”功能,为交互和静帧模式选择“预计算 + 阴影”。现在,将始终在“预计算 + 阴影”模式下计算阴影。激活“覆盖阴影采样质量”功能,并为交互和静帧质量设置选择 2。现在,将以更高的质量计算阴影。试用多种渲染模式和设置,以获得最佳质量和性能。

IBL 采样质量覆盖

覆盖用于环境贴图采样的全局 IBL 采样质量。

反射/折射质量覆盖

覆盖用于反射/折射的全局采样质量。

跟踪深度覆盖

覆盖用于交互或静帧渲染的全局设置跟踪深度模式。