自适应细分依据(三阈值)

  大家好,我是逆水,今天我们来了解一下V Ray是如何进行细分的?也就是说何处进行密集采样?何处进行稀疏采样?我们将值改为-5和-2.

我们可以看到产生的影响最主要的就是颜色阈值、距离阈值和法线阈值。V Ray就是通过这三个值进行判断何处应该密集采样,何处应该稀疏采样。

下面有一个简单的场景,可以看到只加了一盏普通的V Ray灯光,也是这个场景中的唯一光线来源。他是一个球体,之调整了一下它的亮度,除此之外没有做更多的调整。先说一下法线阈值,所谓的法线阈值,是判断几何体表面角度的一个情况。

什么叫角度呢?来看一下图中的物体,是一个盒子和茶壶。我们把它转换成为网络物体,这样可以很方便的地观察它的法线。

在这我们点一下显示法线,调整一下它的长度。

法线是垂直于一个面的法线,我们图中这个法线有两条,原因在于构成这个网格物体的最小单位是三角面,所以当选择多边形的时候就会显出两条法线。

对于平面而言,不同的表面之间它们的法线是平行的,也就是说它们的角度是零度。对于盒子而言,它的这两个面的法线角度是90度。对于茶壶而言,这是一个曲面物体,它的任意两个相邻面之间肯定是有一个角度的。

所以很显然当我们调整法线阈值的时候,对曲面物体的影响是最大的。当两个表面的角度超过当前阈值的时候,就会进行一个密集采样,很显然这个值越小采样就会越多。这个叫做法线阈值。 当你的场景中有很多曲面物体时,这个值就显得很重要了。

回到场景里,我们常见的沙发、瓶子、杯子等等都属于曲面物体,我们当前使用默认数值标准。我们先渲染一下,然后再改变一下法线阈值看它有何变化。

我们现在所看到这个效果已经大体能看出法线阈值的特点了。因为你会发现有些地方它的采样点要稍微多一些。很显然方框中的两个面之间他们的角度是90度,肯定要超过当前数值0.3,所以这个地方包括相框的边都要进行密集采样。这个值不能当做度数来理解。这张图里法线阈值0.3的效果我们可以看到,包括瓶子和沙发的采样点并不是很密集。很显然对于瓶子而言,它任意的两个多边形之间也是有角度的,但是这个角度可能的非常小。在我们看来呢,明显是小于0.3的,所以它进行稀疏的产生,并没有进行密集采样。只有大于0.3这个法线阈值的时候才会进行密集采样。

那现在我们就把这个值改为0.1看一下有什么变化,渲染保存后我们进行对比。通过对比可以发墙面这种地方影响非常小几乎没有什么变化。因为这些墙面多边形之间的发现都是零度。但是对于花瓶的影响非常大,因为它是个曲面物体,它的采样点会变多。你可以看到现在的采样点是4700多,在这儿种对比很明显。包括沙发上的抱枕采样点明显变多。这是V Ray如何判断进行自身细分的第一个参数。

另外的参数是颜色阈值和距离阈值。颜色阈值比较好理解,当生成的图像任意两个像素点之间它们的颜色差异超过这个值就会进行密集采样。我们都知道通过光照可以使物体产生不同的颜色表现,这个颜色当然也包括灰度值。白的、灰的、黑的、当然也包括。当他们的颜色值相差超过颜色阈值,就会进行密集采样,反之进行稀疏采样。这是当前0.4的效果,我们现在把它改为0.2再对比一下。

结果非常明显,甚至都不需要对比。因为任意像素点之间只要它们的颜色阈值差距超过了0.2,就会进行密集采样。刚才是0.4,还是再看一下效果图。很显然颜色阈值越小采样点就越多,当前是8779个采样点。所以一般来说,0.3、0.4对于一般的场景而言足够了。除非你想体现出很多的细节。这个就是颜色阈值,它的判断标准是这个图像;法线阈值标准是几何体的表面。

最后我们来看一下距离阈值。距离阈值它的标准也是几何体的表面,任何几何体的表面,不管它是不是一个物体,即使是同一个物体那么也判断这个几何体的表面。这个表面在距离阈值之内进行密集采样,在阈值之外进行稀疏采样。那么这个值跟前两个值是相反的,它越大采样点就越多。

我们选择这墙角的位置,并把这个值改为0.4,看一下有什么不同。方框局部大家做一下对比,改为0.4之后这个位置采样点由密集向左边逐渐逐渐变得稀疏。

这是因为墙角左右的表面最终是拼在一起的。那么当表面之间的距离在0.4之内就进行密集采样,很显然这个位置两个表面之间的距离越来越近了,所以肯定会进行密集采样。而平整墙面之间的距离很明显超过了0.4这个值,所以呢采样点就逐渐逐渐变得稀疏了,向右边也是逐渐逐渐变得稀疏。其他位置同理都可以这样解释。当然产生的影响不止这一块,只是拿这个地方做一个说明。其他地方同样都是有影响的。 

这就是V Ray判断何处密集采样,何处稀疏采样的依据。颜色阈值、法线阈值和距离阈值。它就是通过这三个值进行判断的。

比如在场景中有很多光滑的曲面物体,我想让它的采样点更多。增加距离值肯定不是一个明智的办法。把距离阈值默认为0.1,很显然降低法线阈值是重中之重,它是首要的一点。把它降低之后曲面会获得更多的采样点。至于其他地方的影响肯定是不大的。比如墙角两个面之间的法线阈值本来就是90度,肯定要远远大于参数0.3.所以这个值降低的话,对于曲面物体的影响肯定就会非常大了。而颜色阈值和距离阈值对曲面物体的采样点不会产生很大的影响。

针对不同的场景要知道该如何控制这些参数,颜色阈值可以看做是整体的调整,对于明暗分明度非常强烈的场景,这个值显然是很重要的。距离阈值主要看各个物体他们彼此间的关系。比如他们的位置、方向等等。这是距离阈值,简单概括可以这样概括一下。

原来大家用的时候都是选择值默的参数值,这是一种简单的用法。事实上一般的效果图呢,-5、-3就够了。然后我们再根据当前的场景有哪些地方需要细致表现,把这三个参数数值稍微的调其中一个或两个,就可以很完美的把效果图表现出来。但是如果你不明白这个道理,单纯地选择默认,肯定会大大增加渲染时间。

这篇文章的内容也是V Ray最重要的一个部分,就是如何进行自身细分,如何进行判断。

你会发现在V Ray很多的参数里面,都是有很多这样的判断。比如我们看一下,最小速率、最大速率、颜色阈值、发现阈值、差值。这些在后面的文章里会进行讲解。

你会发现这些概念到我们再进行讲解的时候,只需要简单地说一说就懂了。因为意义上是一样的,它也就是自身细分。总的来说自身细分这个概念贯穿了V Ray。所以把发光图的原理讲的很啰嗦的原因是因为自身细分在很多地方都可以看到。

那么今天呢,就给大家分享到这里,如果你觉得文章对你有帮助,希望将网站分享给你的朋友。感谢大家支持!

 

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