Настройки VRay для визуализации интерьеров в 3ds Max

Хочу вас познакомить с расширенным руководством по настройкам VRay для рендеринга интерьерных визуализаций в 3ds Max. Многие справедливо могут возразить, что для VRay не существует универсальных настроек, и я соглашусь с этими словами. Однако можно предпринять определенные шаги, которые, с учетом небольших поправок, подойдут для большинства интерьерных визуализаций.

Есть в Интернете много других мануалов, в которых изложен свой подход к визуализации в VRay, но, по моему мнению, все они какие-то запутанные и им непросто следовать. Предлагаемый мной мануал представляет собой выжимку из всех этих различающихся между собой техник, из которой вы сможете открыть для себя не только оптимальные настройки для рендеринга интерьеров, но и понять, что за ними скрывается.

Прежде чем приступить, хотелось бы отметить, что по старой доброй традиции работать мы будем в гамме 2.2. Я настоятельно рекомендую придерживаться ее, так как это упростит и улучшит многие аспекты при работе 3ds Max в связке с VRay. Кроме того, советую пользоваться физической камерой VRay.

Первоначальная настройка

В окне настроек рендера VRay Render Setup (клавиша F10) перейдите на вкладку V-Ray и разверните свиток V-Ray Frame Buffer. В нём установите флажок Enable Built-in Frame Buffer (Включить встроенный фрейм-буфер), оставив все остальные настройки, как есть. VRay Frame Buffer обладает несколькими ключевыми дополнительными возможностями, которые облегчат доводку рендера до приемлемого состояния. На данном этапе можете также отметить галочками разбивку рендера на каналы и место, куда сохранять слои (проходы) визуализации.

В свитке VRay Global Switches (Глобальные переключатели), область Lighting (Освещение), установите Default Lights (ИС по умолчанию) в положение Off (Выкл.). Этим действием мы отключим трёхточечную систему освещения в 3ds Max, которая работает в нём по умолчанию, и получим полный контроль над всеми источниками света в сцене.

Если хотите, можно также отключить Displacement (Смещение). В области Geometry (Геометрия) дисплейсмент отмечен галочкой по дефолту. Редко когда приходится иметь с ним дело, поэтому лучше отключить, и включать только тогда, когда в нём действительно возникнет необходимость. Есть и другая причина, по которой лучше держать дисплейсмент выключенным: при импорте геометрии из CAD-систем в 3ds Max, время рендеринга с ним возрастает в разы.

Важно заранее решить, какого размера будет отрендеренное изображение, поскольку этот аспект оказывает огромное влияние на время, отведенное на проект. В каком разрешении попросил вас выполнить визуализацию клиент (или хочется вам самим)? Размер изображения в значительной степени влияет на все настройки, которые впоследствии вы, может быть, решите отрегулировать, и несоответствие выходного разрешения настройкам рендеринга может привести к неоправданно затяжному времени визуализации. Обычно для демонстрации на листе формата А3 хватает разрешения 3200 х 2400 пикселей — этого будет достаточно для любой дальнейшей постобработки, ретуши, а если потребуется, то это разрешение можно подогнать для печати в более крупном формате, понизив DPI.

Антиалиасинг (сглаживание)

Сглаживание работает по принципу исправления паразитных ступенек на контурах в визуализированном изображении путём затенения соседних пикселей. Делается это либо за счет передискретизации (избыточной выборки), либо — субдискретизации подпикселей. Артефакатами алиасинга, как правило, считаются зазубренные края, или лесенки, которые образуются из-за скудных, недостаточных данных по сэмплингу. VRay обладает своим собственным методом борьбы с неровностями контуров изображения, управление которым осуществляется через свиток VRay Image Sampler (Сэмплер изображения) в окне настроек рендеринга.

Приведу краткое пояснение к различным типам сэмплеров изображения, не сильно уводя вас в дебри.

Fixed (С фиксированым количеством сабдивов)
Неадаптивный сэмплер, использующий наипростейший метод расчета. Параметр Subdivs (Кол-во подразбиений) определяет количество сэмплов на пиксель. 1 сэмпл равен 1 пикселю (1х1), при этом 4 сэмпла разбивают пиксель на 16 (4х4). Чем больше сэмплов на пиксель установлено, тем подробнее будет выборка и, следовательно, лучше качество рендера. Отрицательными, конечно же, значения количества подразбиений быть не могут.

В сценах с преобладанием эффектов размытости и/или детализированными текстурами, сэмплер с фиксированным количеством сабдивов работает наилучшим образом, но за счет более высокого времени, затрачиваемого на визуализацию. Это происходит из-за слишком большого количества сэмплов, необходимых для достижения сносного результата. Поэтому-то и не рекомендуется использовать сэмплер Fixed для интерьерных визуализаций, но при низких настройках он может быть полезен для черновых рендеров.

Adaptive subdivision (Адаптивное подразбиение)
Первое слово "adaptive" означает, что этот вид сэмплера способен адаптироваться под сцену, выполняя субдискретизацию и передискретизацию пикселей. Будучи адаптивным в обе стороны — положительную и отрицательную, — VRay может рассчитать необходимое число сэмплов для участков изображения, детализация в которых меньше (субдескретизация), чем в более сложных участках, где сэмплов требуется больше (передискретизация).

Данный метод не слишком хорошо работает с зеркальными отражениями (glossy) и оптическими эффектами, достигаемыми с помощью камеры, такими как глубина резкости (DOF). Зато он прекрасно подходит для обработки сцены, в которой преобладают ровные цветовые поля, неотражающие объекты, что часто встречается в архитектурной визуализации.

Adaptive DMC (Адаптивный DMC)
Говоря простым языком, этот тип представляет собой усовершенствованный сэмплер Fixed с добавлением возможности адаптации. Он берет установленное минимальное и максимальное значения количества подразбиений и высчитывает оптимальное число сэмплов, необходимое для каждого пикселя изображения. Подобно Adaptive Subdivision, он уделяет больше своего "внимания" детализированным областям сцены, считая участки с меньшей детализацией не такими важными.

С точки зрения скорости и качества, Adaptive DMC — самое выгодное решение, когда дело касается расчетов зеркальных отражений, глубины резкости и т.п.

Выбор правильного фильтра сглаживания

Наряду с сэмплером изображений, фильтр сглаживания берет рассчитанные субпиксели и усредняет цвет всех сэмплов, относящихся к конкретному пикселю. Каждый из доступных фильтров сглаживания предлагает различные техники вычислений, которые, в свою очередь, приводят к разным результатам. Например, некоторые фильтры создают мягкий эффект размытия по краям 3D-геометрии, в то время как другие производят контрастное увеличение резкости контуров, а есть и такие, представляющие из себя нечто среднее между этими двумя типами фильтров. Вы вообще можете не использовать никаких фильтров, добавив желаемый эффект позднее на этапе постобработки. Для одного статического кадра это делается без особых проблем, однако для анимации, состоящей из множества кадров, настраивать каждый из них в отдельности может оказаться не такой уж и простой задачей.

Нет плохих или хороших фильтров, всё зависит от ваших личных предпочтений. В своей практике я чаще всего использую два фильтра — Catmull-Rom или Mitchell-Netravali. Однако имейте в виду, что использование фильтра ограничивает вас в возможностях постобработки финального изображения.

Catmull-Rom
Это фильтр, повышающий контрастность контуров изображения, поэтому если впоследствии вы надумаете увеличить резкость краёв изображения в Фотошопе, то получится, что вы наведете резкость на уже резкие края, что может привести к возникновению эффекта муара.

Mitchell-Netravalii
Позволяет контролировать переход между повышением контрастности контуров и их размытостью, так что это золотая середина между фильтром Catmull-Rom и фильтром Area, дающим размытость.

Настройка Adaptive DMC Image Sampler

Установка Min Subivisions (Мин. число подразбиений) на 1 и Max Subdivs (Макс. число подразбиений) на 16 послужит хорошей отправной точкой, обеспечив приемлемое качество. Такие значения позволяют убрать большинство причин возникновения шумов на визуализированном изображении. В сущности, вы сообщаете системе, чтобы каждый пиксель разбивался минимум на 1 и максимум на 16 сабдивов.

VRay не обязательно будет идти до победного конца, разделяя пиксель на 16. Он может решить, что для некоего пикселя будет достаточно максимум 8 сабдивов, т.к. возымел действие эффект от параметра Clr thresh (Цветовое пороговое значение). Clr thresh определяет допустимую степень различия в контрасте между двумя смежными пикселями. По умолчанию это значение выделено серым цветом, т.е. недоступно для изменения, и установлено на 0.01, чего в большинстве случаев бывает достаточно.

Если при этих настройках вы все равно видите, что что-то не так со сглаживанием, тогда, воспользовавшись правилом прибавления по 8 сабдивов, можно увеличить Mas Subdivs до 24. На данном этапе, если возникли проблемы, я бы также рекомендовал отрегулировать Clr thresh, понизив его значение до 0.005, так чтобы переход контраста между пикселями учитывался более тонко. Чтобы иметь возможность внести изменения в этот параметр, придется снять флажок с Use DMC sampler thresh (Использовать пороговое значение сэмплера DMC). Увеличив число подразбиений, т.е. сабдивов, и не понизив величину значения Clr thresh, вы просто увеличите их без надобности — улучшений вы не увидите, а лишь получите прибавку ко времени рендеринга.

В крайне редких случаях может возникнуть необходимость в экстремально высокой выборке, когда в Max Subdivs у вас будет значиться 56, а Clr thresh будет установлен в своём минимально возможном значении — 0.001. Используйте эти настройки только тогда, когда не получается полностью избавиться от артефактов сглаживания. Я никогда не трогаю Min Subdivs, поскольку любые изменения в нём влекут за собой увеличение времени визуализации, так что оставляйте его равным 1.

Управление дискретизацией изображения (сэмплингом) позволяет практически полностью избавиться от шума и проблем с этим самым сэмплингом. 90% качества рендеринга зависит, прежде всего, от настроек DMC Image Sampler, при этом лезть в настройки глобального освещения (Global Illumination - GI) стоит только после того, как вы выжмете все соки из сэмплера. Настройки GI — это оставшиеся 10% от всего вклада в качество рендера в VRay. Некоторые сцены на рендере выйдут хорошо просто при нормальных настройках сэмплера изображения и установленном в низкое качество GI.

DMC Sampler

В добавок к Adaptive DMC Image Sampler, во VRay есть также свиток с простым DMC Sampler. Независимо от того, какой сэмплер изображения вы используете, DMC Sampler будет там всегда, потому что всё проходит через него. Как правило, подкрутив параметр Clr thresh в свитке Adaptive DMC Image Sampler и правильно установив Min и Max Subdivs, лезть что-то настраивать в DMC Sampler будет не нужно.

Но жизнь была бы скучна, если бы всё в ней было так просто. Случается, что вы вроде бы всё настроили, как надо, а артефакты всё равно выползают. Продолжать выкручивать на максимум настройки в Adaptive DMC Image Sampler и GI, а потом в состоянии полного разочарования увидеть, что все усилия напрасны? Если это именно ваш случай, то настройки внутри свитка DMC Sampler могут помочь выйти из сложившегося положения. Так что трогать этот свиток я рекомендую только тогда, когда артефакты упрямо остаются на рендере.

Параметр Adaptive amount (Адаптивная величина) определяет точку, при которой VRay решает, что ему нужно больше сэмплов на то, чтобы очистить зеркальные отражения (glossy) от шума, если установленного до этого значения адаптивной величины оказалось недостаточно. К примеру, если на очистку зеркальных отражений у вас выделено 100 сэмплов, и Adaptive amount установлен на 0.5, то VRay использует 50% от фиксированной величины, а затем ему предстоит решить, сколько из оставшихся 50% понадобится для удаления шумов. Если же в Adaptive amount значится 0.7, то это означает, что VRay сразу задействует для своих вычислений фиксированную величину 30%, а остальные 70% пойдут в счёт адаптивных сэмплов, которыми он по своему усмотрению может распорядиться. Когда же адаптивная величина равна 1.0, то все сэмплы будут полностью адаптивными, и в некоторых случаях это даже желательно, однако это остаётся уже на ваше усмотрение.

Параметр Min samples (Мин. кол-во сэмплов) присутствует здесь лишь в целях безопасности; если Adaptive amount установлен в 1.0, то иногда VRay ведёт себя как "буриданов осёл" — не может определиться, нужны ему дополнительные сэмплы, или же пора остановиться. Вот вы ему таким образом и говорите, что бы не случилось, минимальное количество сэмплов для зеркальных отражений, преломлений и т.п. должно быть равно 8, или какому-либо другому заданному вами числу, прежде чем VRay станет адаптивным.

Noise threshold (Шумовой порог) вычисляет среднее количество сэмплов, взятых уже после отработки первоначального фиксированного количества сэмплов. Параметр крайне важный, нижний его порог не должен быть равен менее чем 0.005, и не превышать заданное по умолчанию значение 0.01.

Global Subdivision Multiplier (Глобальный множитель подразбиений) — с ним всё просто. Он одним махом умножает все сабдивы в сцене на заданное значение. Умножается абсолютно всё: сэмплы в источниках света, материалах, эффектах размытости при быстром движении и глубине резкости. Очень удобно и быстро, не нужно по очереди заходить в каждый материал, источник света и т.п., чтобы поднять количество сабдивов. Представим, что если в источнике света стояло 10 сабдивов, тогда при значении Global Subdivison Multiplier равном 2.0, в источнике света станет 20 сабдивов. Если же глобальный множитель был установлен на 0.2, то сабдивов останется лишь 2.