PARMETROS PRINCIPALES DEL MOTOR DE RENDER VRAY

Introduction

Decir que VRay es un programa complicado sera subestimarlo, sin embargo, se ha

convertido en el motor ms extendido de la industria de la visualizacin debido a, entre

otras cosas, su simplicidad. Aunque contiene una gran cantidad de ajustes que se

deberan agrupar en una seccin avanzada, es un programa bastante fcil a digerir

cuando se sabe qu ajustes son crticos y cules se pueden dejar para la exploracin.

Los parmetros que no se enumeran a continuacin, no significa en absoluto que no sean

dignos de explorar, sino que son ajustes que no se suelen utilizar.

Los ajuste que vamos a ver a continuacin son:

Indirect Illumination. Iluminacin Global (GI)

Rebotes primarios: Irradiance Map

Rebotes secundarios: Light Cache

Image Sampler

Fixed image sampler

Adaptive QMC sampler

Adaptive subdivision sampler

Indirect Illumination (GI)

Al emitirse luz, esta ilumina los objetos con Luz directa, Direct Light. La luz directa rebota

en los objetos e ilumina otras superficies como luz indirecta, Indirect Light, tambin

conocida como iluminacin indirecta o iluminacin global (IG). Una escena IG se calcula

con el uso de algoritmos complejos que requieren un nmero increblemente alto de

clculos. Como todos los motores de render avanzado, VRay tiene varias opciones para

hacer esta aproximacin y cada una tiene sus propias ventajas y desventajas.

Dentro de VRay, la iluminacin indirecta, se categoriza en dos reas. La iluminacin

indirecta que es directamente visible por una cmara o visible en la reflexin y las

refracciones de otros objetos y se denomina rebotes primarios (Primary Bounce), y la

iluminacin indirecta, que se utiliza en el clculo total de la IG en una escena y se le

denomina rebotes secundarios (Secondary Bounce).

VRay utiliza diversos mtodos para aproximar estos rebotes y cada uno contiene los

ajustes que controlan la calidad de la aproximacin y el tiempo que se toma para hacerla.

Este apartado se centra en los tipos de rebotes primarios y secundarios ms utilizados.

Irradiance Map

El Irradiance Map es un mtodo para almacenar el clculo de la energa radiante, o la luz

que emiten una serie de puntos en el espacio 3D.

Con estos valores almacenados de la iluminacin en un mapa de puntos 3D, VRay puede

aproximar la cantidad de iluminacin que llega a cada punto en cada superficie, y as,

determinar mejor cmo colorear los pixeles en una representacin o render. Lo qu hace

el mtodo del irradiance map es una aproximacin a la IG, calculando ms exactamente

los algoritmos en las reas que requieren ms detalle, como los lugares en donde se

interseccionan diversas superficies, y menos exactamente en reas donde no es

necesario tanto detalle, por ejemplo reas con la iluminacin invariable.

Para hacer esto, VRay renderiza la vista de una cmara en un nmero diverso de pases,

comenzando con un pase de baja resolucin y progresivamente dando pases con una

mayor resolucin.

Con cada pase sucesivo, VRay determina si la IG de cada rea de la vista renderizada se

aproxima adecuadamente a las muestras tomadas en el pase anterior, si no es as se

toman ms muestras. Con cada pase, la resolucin del irradiance map se dobla, y por lo

tanto, VRay puede potencialmente cuadruplicar el nmero de las muestras tomadas. No

sera prctico y se desperdiciara demasiado tiempo si se calculara en la vista renderizada

una muestra para cada pixel, en vez de esto, VRay elige lo que cree que es el nmero

necesarios de muestras (IG aproximada) e interpola o estima el resto. Los resultados de

estas muestras se almacenan en el mapa del irradiance y la exactitud del mapa del

irradiance es directamente dependiente del nmero de muestras y la calidad de esas

muestras.

Min /Max Rate

Los primeros dos ajustes que deben ser estudiados son el Min rate y el Max rate. Estos

ajustes tienen relacin directa con en el nmero de muestras tomadas durante el clculo

de un irradiance map.

Cuando el Min rate y el Max rate tienen valor 0, hay exactamente el mismo nmero de

cuadrados en el irradiance map que en la imagen renderizada. Por lo tanto, la resolucin

del mapa del irradiance es igual que la imagen renderizada final.

Si el Min rate y el Max rate tienen valor -1 la resolucin del irradiance map es la

resolucin de la imagen final renderizada.

Si el Min rate y el Max rate tienen valor -2 el irradiance map es de la resolucin de la

imagen final renderizada.

Con los ajustes Min y Max rate separados, VRay aplica una mayor resolucin del

irradiance map donde sea necesario un mayor muestreo, y un menor resolucin donde

sea aceptable menos muestreo.

Con un valor igual en Max y Min rate Podemos se realiza un solo pase, Prepass 1 de 1,

para el clculo del irradiance map.

Con Min rate a -3 y Max rate a -2, se realizarn dos pases, el primero dictado por el valor

de Min rate y segundo dictado por el valor de Max rate.

Para cada pixel de la imagen, VRay determina si las muestras, samples, tomadas en el

primer paso son suficientes para aproximar el IG. Si no lo fueran, en el segundo pase

toma cuatro veces ms muestras, dos veces la resolucin significa cuatro veces el

nmero de muestras. Cuanto se separan ms el Min y el Max rate, se toman ms pases y

el irradiance map llega a tener mejor muestreo adptativo.

Irradian maps presets

La pestaa Irradiance map preset contienen configuraciones con ajustes de valores

preestablecidos.

Normalmente, los ajustes que son buenos para una escena, no son buenos para otra. No

obstante, los valores predeterminados que se ofrecen en Irradiance map presets son

bastante tiles para comenzar y experimentar un poco, probablemente encontremos en

estos valores los que proporcionen la mejor combinacin velocidad-calidad.

Generalmente se utiliza very low para las pruebas de render de escenas grandes low para

las pruebas de render de escenas pequeas, y medium para un render de produccin. Si

medium no da la calidad necesaria, podemos cambiar a high.

HSph. Subdivs

En cada punto donde se toma una muestra, se proyectan vectores hacia fuera de la

muestra de forma radial que intersectan con puntos de la escena que emiten luz rebotada,

para determinar la cantidad de luz que llega de cada direccin y para mejorar la calidad

en cada punto de la IG aproximada. Cuantos ms vectores se proyectan, la muestra es

ms exacta.

En trminos ms simplistas, si ponemos una semi- geoesfera virtual sobre cada muestra y

proyectamos un vector desde la muestra, que pase por cada subdivisin del hemisferio,

cuantas ms subdivisiones, ms vectores se proyectan. El nmero real de los vectores

que se proyectan dependen de los ajusten del panel desplegable Vray:QMC Sampler que

veremos ms adelante.

Por defecto, el valor de HSph subdivs se fija en 50, sin embargo, este valor a menudo es

mucho ms alto de lo necesario y puede producir elevados tiempos de clculo del render.

Podemos experimentar con este parmetro. Comenzamos con un valor de 20, si no

aparecen problemas en la IG de la escena, no hace falta que aumentemos el valor. Si

aparecen problemas tales como manchas, entonces experimentaremos con aumentos

pequeos en este valor. Los valores por encima de 50 se deben evitar debido al aumento

en los tiempos de render sin aumento de calidad apreciable por lo se debera intentar

alcanzar mejores resultados con otros ajustes. Asimismo, los valores por debajo de 20

deben ser evitados porque aunque ahorramos tiempos de clculo de render, puede

producir una gran prdida de calidad.

Inter. samples

El valor Inter. Samples determina cuntas muestras del irradiance map calculado se

utilizan para estimar el IG que hay entre esas muestras.

Un aumento de la interpolacin da lugar a mayor suavidad en lal IG.

El valor predeterminado de 20 funciona bien en la mayora de las situaciones. Podemos

intentar aumentar este valor a 30 para quitar cualquier moteado que pueda persistir en la

IG o podremos reducir a 10 para obtener ms detalle en el IG.

Light Cache

Light cache es el secondary bounce (rebote secundario), ms utilizado por los usuarios de

VRay, por la buena relacin calidad / velocidad, y por su facilidad de uso.

Subdivs

Light cache trabaja lanzando rayos virtuales desde la cmara, el valor de Subdivs controla

directamente el nmero de rayos que se utilizan. El nmero real rayos que se propagan

es igual al valor del cuadrado de este ajuste.

Como con la mayora de los ajustes, es recomendable trabajar con dos gamas diversas

para el valor de Subdivs, uno para las imgenes de pruebas y otro para las de produccin.

Para las pruebas, valores alrededor de 100 para las escenas grandes y de 250 para las

escenas pequeas. Para las imgenes de produccin, valores alrededor de 1000 para las

escenas grandes y de 2500 para las escenas pequeas.

Los valores por encima de 2500 se deben evitar debido a la mejora insignificante que

supone con un alto coste en tiempo de render. Asimismo, los valores por debajo de 100

pueden proporcionar resultados realmente pobres y no ahorrar una cantidad de tiempo

significativa.

Sample size

El ajuste Sample size se interconecta con el ajuste de Subdivs y especifica el tamao mximo permitido de una muestra si, y solo si, hay bastantes muestras a tener en cuenta

con el tamao especificado con este ajuste. Es decir si el valor de Subdivs se fija

demasiado bajo y no hay apenas bastantes muestras tomadas, no importa lo pequeo

que sea el tamao de muestra elegido porque todas las muestras tienen que separarse

para cubrir la pantalla.

Subdivs 20. 400 muestras Interp. samples 1

Scale

Otro ajuste determina el tamao final de las muestra a travs de una escena. Cuando el

ajuste Scale est en Screen, el valor del tamao de muestra es una proporcin del

tamao de la pantalla.

Por ejemplo, cuando el valor est fijado en 0,02, el valor Sample size limita cada muestra

para que sea menor que el 2% del tamao de pantalla.

Esto no significa que el tamao de muestra ser necesariamente el 2% o ms pequeo

porque si no hay bastantes muestras para cubrir la imagen, entonces el tamao real de la

muestra podra ser mucho ms grande.

Con Scala en Screen todas las muestras son del mismo tamao con respecto al tamao

de la pantalla. Las muestras ms prximas a la cmara representan un rea ms pequea

que las muestras en la pared del fondo del pasillo. Esto significa que las muestras son

menos exactas cuando se estn ms lejos de la cmara ya que son ms grandes en

coordenadas universales que las muestras de que estn en primer plano.

Scale Screen

En la siguiente imagen, con el ajuste Scale en Word, todas las muestras tienen el mismo

tamao a travs de la escena

Scale World.

Number of passes

Un valor de 1 en este ajuste, permite que se calcule el Light cache en red, dejando que

cada ordenador calcule una parte de la solucin total. Esto es muy bueno para el clculo

de animaciones en red, ya que cuando el clculo final del Light cache se comparte en red,

se producirn menos variaciones en la IG de un frame a otro.

Interp. Samples

El valor de Interp. samples prefijado de 10 se pueden utilizar para la mayora de las

situaciones. El aumento del valor desenfoca el Light cache, lo que ayuda a suavizar el

aspecto pero tambin se pierden algunos detalles. Un suavizado adicional se puede lograr

con la opcin del Pre-filter pero esto no es recomendables en la mayora de las

situaciones.

Subdivs 1000. sample size 0.02 Interp. samples 1

Subdivs 1000. sample size 0.02 Interp. samples 10

Image Sampler (Antialiasing)

A excepcin de efectos de post-produccin, el ltimo paso en cualquier proceso de

representacin es el antialiasing. El Aliasing es un trmino para describir imperfecciones

en el proceso de representacin causado por los cambios del color que son demasiado

drsticos, y que ocurren en un rea demasiado pequea del espacio de la pantalla que se

representa por los pixeles que definen ese espacio.

Las tcnicas del antialiasing procuran alisar los bordes dentados correctamente

manejando fragmentos de pixeles, es decir, ajustando el color del pixel segn la cantidad

de cobertura del pixel. VRay soporta todos los filtros estndares del 3ds Max. Los tres

mtodos de imagen sampler son Fixed image sampler, Adaptive QMC sampler y Adaptive

subdivision sampler.

Fixed image sampler

El Fixed image sampler es el ms simple de los 3 con solo un parmetro disponible, como

se muestra abajo.

En la imagen inferior, la caja renderizada tiene un aspecto dentado muy sensible en los

bordes. Esto es porque los bordes de la caja no coinciden perfectamente con los bordes

de los pixeles que se utilizan para demostrar la transicin a partir de un color al otro. El

resultado es que algunos pixeles reciben el color blanco del fondo y algunos reciben el

color azul verdoso del objeto. Un valor de Subdivs 1, que crea una imagen sin antialiasing.

El contorno de un objeto o los detalles de un mapa raramente se alinea perfectamente

con el borde de un pixel.

La imagen de abajo muestra un detalle del borde de la caja usando una rejilla de 4x4

pixels. La lnea discontinua representa como debera ser el borde de la caja, pero debido

a la resolucin limitada de una pantalla de ordenador este borde nunca puede ser

representado perfectamente. Con un muestreo de la imagen usando Subdivs 1, se toma

una muestra en el centro de cada pixel. Las muestras se demuestran con los puntos rojos,

y el color que detecta una muestra es el color que se asigna al pixel entero.

Con un valor de 2 en Subsdivs, cada pixel se subdivide en 2 sub-pixels horizontal y

verticalmente y se toma una muestra en el centro de cada sub-pixel. Despus de

determinar qu porcentaje de subpixels recibe el color del fondo y qu porcentaje recibe el

color de la caja, el Fixed image sampler ajusta el color del pixel entero basado en este

porcentaje. En la imagen a la derecha, se puede ver que los 2 pixeles que tienen 3

subpixels cubiertos por la caja recibiben un color ms oscuro que los 2 pixeles que tienen

solamente 1 subpixel cubierto.

En el sistema siguiente de imgenes de abajo, se han utilizado 3 subdivisiones y cada

pixel se subdivide en 3 segmentos horizontal y verticalmente, lo que hace un total de 9

subpixels. El resultado tiene mayor exactitud en la determinacin de la localizacin del

borde de la caja, y por lo tanto, mejores ajustes en la coloracin de cada pixel.

Fixed image sampler coloca el mismo nmero de muestras por toda la imagen. La ventaja

principal de este tipo del sampler es que la calidad de una imagen y el tiempo de render

es ms fiable que los otros dos tipos samplers. La principal desventaja es que no es

adaptante como los otros 2 samplers, lo que puede llevar a mayores tiempos de render.

Este sampler se utiliza en escenas con una gran cantidad de detalle y/o efectos blurry.

Como regla general, si el 75% o ms de una imagen renderizada contiene reas donde

sea necesario un de alto nivel del detalle, se recomienda usar el Fixed image sampler.

Adaptive QMC sampler

Adaptive QMC sampler trabaja de forma similar al Fixed sampler salvo que, se adapta a

su ambiente y aplica una gama de las subdivisiones posibles basadas en el los valores

Min y Max usados. En las reas con menos detalle puede ser utilizado el valor mnimo y

en las reas del mayor detalle, se utilizar el valor mximo.

Por defecto, los valores Min y Max son 1 y 4 respectivamente, lo que proporciona la

calidad suficientes para las imagenes de prueba. Valores 3 y 6 suelen ser buenos para la

mayora de los renders de produccin.

No es convenientes separar los valores Min y Max ms de 2 o 3.

Adaptive QMC sampler trabaja muy bien en escenas con una gran cantidad de detalle o

de efectos blurry. Este sampler se podra usar en las escenas donde hay un nivel alto de

detalle en menos del que 75% de la imagen renderizada. Cuando sea ms del 75%, el

Fixed sampler es la mejor opcin. En cualquier caso, se debe experimentar con varias

configuraciones para determinar la mejor combinacin entre calidad/tiempo.

Adaptive subdivision sampler

Adaptive subdivision sampler es el nico sampler que permite que tomemos menos de

una muestra por pixel. Un ndice de 0 significa una muestra por pixel. Un ndice de 1

significa 4 muestras por el pixel. Inversamente, un ndice de -1 significa que los pixeles

estn muestreados en el ndice de 4 pixeles para cada muestra. Debido a esta capacidad,

podemos reducir bastante los tiempos de render de una escena. Sin embargo, Adaptive

subdivision sampler no trabaja igual de bien en todo tipo de escenas. Este sampler se

debe restringir para utilizarlo en las escenas que contienen pocos efectos blurry y una

cantidad mnima de reas con mucho detalle. En escenas con grandes reas de

superficies lisas, este sampler trabaja muy bien.