УРОК №13. V-Ray к атриуму и просчет анимации, постановка камеры V-Ray Physical Camera

В данном уроке мы познакомимся мощным инструментом визуализации – V-Ray. В этой системе рендеринга можно выставлять глубину резкости, создавать эффект размытия в движении. Кроме этого, V-Ray имеет собственные источники освещения, систему солнце-небосвод для реалистичного освещения естественным светом, и физическую камеру с параметрами, аналогичными реальным фото- и видео камерам. 

Мы будем использовать V-Ray для рендеринга нашего атриума, который мы делали на прошлом уроке (Рис. 1).


Рис 1. Атриум с V-Ray

Начнем с настройки рендера. Заходим в Render Setup (горячая клавиша F10), и в свитке Assign Render (Назначить рендер) в графе Production щелкаем по троеточию и выбираем V-Ray Adv 2.00.03 (Рис. 2).


Рис 2. Подключение системы визуализации V-Ray

Теперь перейдем в закладку Indirect illumination, так как в ней находятся главные настройки визуализации (Рис. 3).

В свитке V-Ray:: Indirect illumination (GI) ставим галочку On – включаем расчёт отражённого света.

Здесь же можно немного уменьшить насыщенность цветов, поставив Saturation меньше 1.

В разделе Primary Bounces ставим Irradiance map - этот алгоритм основан на кэшировании; идея состоит в том, чтобы рассчитать освещение только для небольшого числа точек в сцене, а затем интерполировать результат для остальных точек, что в свою очередь ускоряет рендер.

В разделе Secondary Bounces ставим Light cache – этот параметр рассчитывает вторичное отражение света, его влияние будет заметно рядом с темными местами сцены. Light Cache выигрывает в скорости по сравнению с другими вариантами, и связка Irradiance Map+Light Cache считается самой лучшей по соотношению скорость/качество.

В свитке V-Ray:: Irradiance map в разделе Options ставим галочку Show calc. phase, чтобы отслеживать процесс просчета.


Рис 3. Настройки рендера

Теперь настраиваем V-Ray:: Light cache (Рис. 4). По умолчанию параметр Subdivs стоит 1000, но так как он влияет на время рендера, попробуем понизить его до 200. В нашем случае разница практически незаметна, потому что у нас мало мелких деталей, зато время рендера значительно уменьшается.


Рис 4. Настройки рендера

Во вкладке V-Ray находим V-Ray:: Image sampler (Antialiasing) и включаем Antialiasing filter – фильтр прогрессивной развертки, другими словами – это то, как сглаживаются пикселы на границах контрастных цветов. Полезная настройка, если мы замечаем, что объекты на границах искажаются и рендерятся линиями. Чем больше значение в Size, тем сильнее размываются границы и наоборот (Рис. 5).

 
Рис 5. Фильтр прогрессивной развертки

В наш атриум свет будет падать через небольшое отверстие в крыше, поэтому чтобы картинка не вышла слишком темной, немного увеличим значение гаммы в V-Ray:: Color mapping (Рис. 6).


Рис 6. Увеличение значения цветовой гаммы

Перейдем к освещению. Во вкладке Create заходим в Light (освещение) и выберем источник света VRaySun (V-Ray солнце). Этот источник света примечателен тем, что создает реалистичную окружающую среду с солнцем и небом. VRaySun изменяет свой внешний вид в зависимости от направления (Рис. 7).


Рис 7. Установка освещения VRaySun

Установим освещение прямо над атриумом и направим луч на статую. После первого рендера мы получим засвеченную картинку. Это происходит из-за того, что мы поставили VRaySun, а просчет картинки ведем из вида Perspective или из стандартной камеры (Рис. 8).


Рис 8. Засвеченная картинка

У нас есть два выхода. Либо мы будем и дальше использовать вид Perspective или стандартную камеру, и тогда нам надо будет настроить экспозицию – для этого во вкладке Rendering выбираем Environment и в открывшемся окне в разделе Exposure Control ставим VRay Exposure Control (Рис. 9).


Рис 9. Настройка экспозиции для стандартной камеры

Либо мы поставим специальную камеру V-Ray Physical Camera, которую мы найдем в меню Create->Cameras->V-Ray->V-Ray Physical Camera (Рис. 10). В этом случае нам не надо настраивать экспозицию.


Рис 10. Постановка камеры V-Ray Physical Camera

Если в нашей сцене присутствуют также стандартные источники света, такие как Omni или Direct, то для их корректного отображения просто ставим в параметрах теней VRayShadow (Рис. 11).


Рис 11. Настройка стандартных источников освещения при использовании V-Ray

Настроив нужный ракурс из окна Perspective, бывает трудно поставить камеру точно так же. Есть небольшая хитрость, которая решает эту проблему:
1) В окне Perspective настраиваем нужный нам ракурс. 
2) Ставим V-Ray Physical Camera в любом другом видовом окне. 
3) Возвращаемся в окно Perspective (камера остается выделенной), и жмём сочетание клавиш Ctrl+C. Камера автоматически подстроится под данный ракурс.

В свитке параметров есть множество позиций, таких как глубина резкости, масштабирование, управление экспозицией и другие. Мы пока будем придерживаться стандартных настроек. Единственное, что целесообразно поменять – это увеличить значение film gate (горизонтальный размер фильмового канала), чтобы наша сцена помещалась в кадр (Рис. 12).


Рис 12. Увеличение значения film gate

После того, как мы поставили физическую камеру, мы можем вернуться к настройкам освещения. Мы не будем сейчас подробно останавливаться на возможностях VRaySun, для нас главное – это включить отображение освещения, поставив галочку напротив Enabled, и настроить модель неба. В нашей сцене виднеется кусочек неба, поэтому поставим CIE Clear в sky model, чтобы видеть ясное голубое небо (Рис. 13).

 
Рис 13. Настройки освещения VRaySun

Чтобы отобразить небо, зайдем в настройки окружения Rendering->Environment и в разделе Common Parameters выберем карту неба VRaySky (Рис. 14).


Рис 14. Настройка отображения неба

Наклоним освещение немного в сторону, чтобы лучи падали более естественно и сделаем рендер (Рис. 15).


Рис 15. Рендер

При рендере видео есть один очень важный момент – оптимизация визуализации. Можно ощутимо сократить время рендера, если пользоваться техникой подгрузки карты освещенности. Irradiance Map карта привязывается к камере и считает только то освещение, которое видно. Для того чтобы ее включить, зайдем в Render Setup -> Indirect illumination -> Irradiance map -> On render end -> Auto save. Ставим галочку, и указываем свою папку, где даем название карте (Рис. 16). По умолчанию галочка напротив Switch to saved map уже стоит, это важно, так как благодаря этому мы переключаемся на карту.


Рис 16. Подключение карты Irradiance map

Теперь перейдем к вкладке Mode. У нас на выбор есть несколько режимов, которые позволят нам выбрать способ использования или повторного использования карты освещенности (Рис. 17). Итак, по порядку.

  • Single frame (Одиночный кадр) - режим по умолчанию; для всего изображения рассчитывается одна карта освещенности, и новая карта освещенности считается для каждого кадра. Этот режим для просчета анимированных сцен с движущимися объектами. При этом нужно убедиться, что карта освещенности достаточно высокого качества для предотвращения мерцания при анимации.
  • Multiframe incremental (Многокадровый с накоплением) - этот режим полезен, когда просчитывается последовательность кадров, где движется только камера. V-Ray будет считать новую карту освещенности для всего изображения для первого визуализируемого кадра; для всех остальных кадров V-Ray будет пытаться повторно использовать и уточнять карту освещенности, посчитанную ранее.
  • From file (Из файла) - в этом режиме V-Ray просто загружает карту освещенности из указанного файла перед началом просчета последовательности и будет использовать эту карту для всех кадров анимации. Новая карта освещенности не просчитывается. Этот режим может быть использован для анимированной камеры (fly-through animations) и будет хорошо работать в режиме сетевого просчета.
  • Add to current map (Добавление к текущей карте) - в этом режиме V-Ray будет считать полностью новую карту освещенности и добавлять ее к карте, которая уже в памяти. Этот режим полезен, когда составляется карта освещенности для просчета нескольких видов статической сцены.
  • Incremental add to current map (Накопительное добавление к текущей карте) - в этом режиме V-Ray будет использовать карту освещенности, которая уже находится в памяти и будет только улучшать ее в тех местах, где не хватает деталей. Этот режим полезен, когда считается карта освещенности для просчета нескольких видов статической сцены или для анимированной камеры.
  • Bucket mode (Режим сегментов) - в этом режиме используются отдельные карты освещенности для каждого просчитываемого региона.
  • Animation (prepass) (Анимация (предварительный проход)) - в этом режиме V-Ray вычисляет карту освещенности, которая будет использована позже для окончательной визуализации в режиме Animation (rendering). Для каждого кадра создается своя карта освещенности и записывается в отдельный файл. Заметим, что в этом режиме вы должны просчитать одну карту для каждого кадра (т.е. вы не можете визуализировать каждый N-ный кадр). В этом режиме V-Ray автоматически запрещает визуализацию окончательного изображения - вычисляется только карта освещенности.
  • Animation (rendering) (Анимация (визуализация)) - в этом режиме V-Ray визуализирует окончательную анимацию, используя карты освещенности, созданные в режиме Animation (prepass). Карты освещенности из нескольких соседних кадров загружаются вместе и смешиваются для уменьшения мерцания.

Нам выгоднее всего использовать режим Incremental add to current map.


Рис 17. Выбор режима карты освещенности

Теперь переходим в раздел Light Cache и выполняем похожие действия On render end -> Auto save. Ставим галочку, и указываем свою папку, нажав на Browse, где даем название карте (Рис. 18).


Рис 18. Подключение карты Light Cache

Здесь нам тоже нужно выбрать режим, который будет определять режим просчета светового кэша (Рис. 19):

  • Single frame (Одиночный кадр) - в этом режиме новый световой кэш считается для каждого кадра анимации.
  • Fly-through (Сквозной пролет) - в этом режиме световой кэш считается для анимации, в которой перемещается только камера. Для анализа берется только движение камеры на активном участке времени. Световой кэш рассчитывается только для первого визуализируемого кадра, и затем используется без изменений для всей последовательности кадров.
  • From file (Из файла) - в этом режиме световой кэш грузится из файла.
  • Progressive path tracing (Прогрессивная трассировка лучей) - в этом режиме алгоритм светового кэша используется для постепенного построения окончательного изображения. 


Рис 19. Выбор режима просчета светового кэша

Нам подходим режим Fly-through.

С помощью такого метода мы сильно сокращаем время рендера. Теперь при рендере анимации, картинки, следующие после первой, будут визуализироваться в два раза быстрее (Рис. 20).

 
Рис 20. Кадры анимации: время рендера 78 секунд и 24 секунды соответственно

Задание

В качестве самостоятельного задания необходимо создать анимацию камеры, движущейся по атриуму.

Рекомендации

Создается анимация с помощью перемещения физической камеры с включенным режимом Auto Key.