Brazil: Luma Server
Одна из важнейших закладок brazil, отвечающая за настройку двух компонент освещенности из трех (raytracing настраивается на закладке Brazil: Ray Server, рассмотренной выше). Имеется в виду прямое освещение и вторичное диффузное освещение, рассчитываемое только методом Монте-Карло. Brazil позволяет рассчитывать каждую из этих двух компонент освещенности по отдельности. Например, выключив галочку у Indirect Illumination>Enable, мы заставим brazil рассчитывать только прямое освещение с raytracing отражениями/преломлениями (их тоже можно отключить). Эта возможность очень полезна на начальном этапе настройки сцены, когда выполняется постановка освещения и определяются ее параметры.
рис. 9 Только прямое освещение. В сцене три источника света.
Можно рассчитать только вторичное освещение, начиная с первого диффузного отскока и выше, для чего требуется отключить расчет Direct Illumination.
рис. 10 Освещение от единственного первого диффузного отскока (bounces=1).
Эта возможность полезна для анализа настроек вторичного освещения.
рис. 11 Параметры управления расчетом прямого и непрямого освещения.
Освещение можно включать или отключать по типам освещения (Direct/Indirect) или по типам источников света. В группе параметров Indirect Illumination можно исключить из участия в непрямом освещении отдельные объекты.
рис. 12 Параметры настройки адаптивного механизма непрямого освещения.
Расчет непрямого освещения методом Монте-Карло (далее - QMC) в brazil выполняется не для каждой точки, видимой в камеру. Ситуация очень похожа на суперсэмплинг при обычном AA. Расчет непрямого освещения выполняется сначала для групп видимых из камеры точек, число которых равно степени двойки, указанной в Min. При этом одно найденное значение освещенности присваивается всем точкам из группы. Далее, значения освещенностей соседних групп сравниваются между собой и если разница в их величине больше значения, указанного в Contrast, группы точек разбиваются пополам и для них выполняется дополнительное вычисление вторичной освещенности. Процесс продолжается до тех пор, пока разница освещенности соседних групп не станет меньше величины Contrast, либо пока при разбиении групп не будет достигнуто их максимальное количество, определенное в Max. Таким образом, данная группа параметров реализует адаптивный механизм расчета непрямой освещенности. Наиболее употребимые пары значений Min Max: -4 0 для
предварительного рендера (preview) при значениях Contrast от 25 и выше, -3 0 для финального рендера при значениях Contrast 25 и меньше. Достаточно редко используется значение Max, большее 0. Чем выше разрешение рендера, тем более низкие значения Min - Max допустимо использовать.
Все выше сказанное здесь в отношении адаптивного механизма расчета вторичного освещения приводит к однозначному выводу - brazil вообще не использует интерполяцию для расчета вторичной освещенности. На практике - это одна из причин относительно медленного расчета освещенности в brazil, так же как и его высокой точности.
рис. 13 Параметры настройки расчета непрямой освещенности методом квази Монте-Карло (QMC).
Центральная группа параметров, определяющая сам расчет вторичной освещенности методом QMC (кази Монте-Карло). Поскольку теорию расчета QMC мы уже обсудили, далее я просто привожу описание настроечных параметров.
Sampler - список алгоритмов расчета, который пока содержит единственный элемент - Quasi Monte Carlo.
View Rate - количество сэмплирующих полусферу лучей (лучей, испускаемых через поверхность полусферы, окружающей видимую в камеру точку) для расчета вторичной освещенности. Эти лучи трассируются в сцену до первого пересечения с ближайшей поверхностью. В новых точках, полученных в результате таких пересечений, рассчитывается прямое освещение точек. Это и есть первый отскок или первое диффузное переотражение, поскольку свет падает на поверхность, диффузно отражается от нее и попадает в точку, видимую из камеры. Кроме прямого освещения, в этих новых точках выполняется ray tracing, результат рассчитанной освещенности также возвращается в исходную точку.
Наконец, в новых точках также должно быть вычислено непрямое освещение, поэтому вокруг них строятся свои полусферы и через них снова испускаются сэмплирующие лучи. Количество таких лучей задается в параметре Sec Rate, а сколько раз весь процесс будет повторяться, определяет значение параметра Bounces (отскоки).
Когда сэмплируется сфера видимой в камеру точки, вычисляется первый отскок света или первое диффузное переотражение. Первый отскок дает новый набор точек, сэмплирование сфер которых дает расчет второго отскока, который в свою очередь приводит к появлению нового набора точек, сэмплирование которых дает значение третьего отскока (диффузного переотражения) и т.д. Поэтому параметр Bounces еще называют глубиной трассировки непрямого освещения. Чем больше глубина трассировки, тем более точным будет расчет диффузной освещенности, и тем дольше он будет выполняться. Чем больше View Rate и Sec Rate, тем меньше шума, глаже рендер и дольше расчет. Значение View Rate в пределах 5 - 15 может использоваться для предварительного рендера, для финального расчета нужно использовать значения от 40 и выше. Значение Sec Rate, как рекомендуют сами разработчики, должна составлять половину или три четверти значения View Rate.
Параметры группы Indirect Energy filter являются множителями рассчитанной интенсивности и цвета рассчитанного освещения. С их помощью можно уменьшать интенсивность вторичного освещения (Diffuse или Specular меньше 1) или наоборот, увеличивать ее. Цветовые боксы этой группы позволяют определить цвет вторичного освещения.
Таким образом, метод QMC позволяет точно рассчитать все три компоненты освещенности. Однако расчет будет очень долгим. Кроме того, QMC в одиночку не в состоянии рассчитывать caustic-эффекты освещения.
К недостаткам расчета освещенности методом QMC в brazil стоит отнести невозможность сохранения результатов расчета освещенности в файл, необходимость полного пересчета освещения в случае изменения настроек AA и контроля экспозиции, отсутствие интерполяции и каких бы то ни было настроек свойств самого метода QMC.
Для расчета вторичной освещенности, QMC может использоваться не только самостоятельно, но и в сочетании с методом фотонных карт. Такой способ расчетов получил название regathering. В этом случае QMC рассчитывает только первый отскок, оценка освещенности от второго и более диффузных переотражений света берется из фотонной карты. Такой способ обеспечивает качественный и одновременно более быстрый, по сравнению с "чистым" QMC, расчет.
При regathering параметр Bounces выполняет помимо основной еще и дополнительную функцию. Если фотонная карта активизирована для расчета и Bounces=1, то расчет вторичной освещенности выполняется только по данным фотонной карты, QMC не используется вообще. Если фотонная карта активизирована и Bounces=2 и выше, первый отскок рассчитывает QMC, остальные - фотонной картой. Если фотонная карта не активизирована, все расчеты выполняются QMC, а величина Bounces определяет глубину трассировки отскоков.
Photon Map Server
