Maya中Arnold渲染器知识分享之采样与射线深度

Hello . 大家好，今天带大家了解Maya中Arnold渲染器知识分享之(sampling)采样以及(ray depth)射线深度的基本概念。arnold是一款基于光线追踪算法的渲染器，而这其中最为核心的当属采样以及射线深度这两个概念。所以在了解材质以及灯光之前很有必要先学习这两个基础概念。

什么是采样？

简单来说这些采样设置控制渲染图像的采样质量。增加采样率会减少图像中的噪波量，但会增加渲染时间。

您将注意到，此过程不是线性的，因为对于其中的每个采样率来说，实际的采样数是输入值的平方。例如，如果摄影机 (AA) 采样数为 3，则意味着 3x3 = 9 个采样将用于抗锯齿。如果漫反射采样数为 2，则 2x2 = 4 个采样将用于 GI。这同样适用于其他值。

对于每个摄影机 (AA) 采样，都有漫反射、镜面反射、透射、SSS 和体积采样率。因此，此 AA 采样率可以视作所有其他采样率的全局倍增。在此示例中，每像素的漫反射采样总数为 9x4 = 36。

上面这段话简单来说，采样大致分为diffuse、specular、transmission、sss、volume indirect这几个类别各自有单独的采样控制。它们实际采样数等于各自设置值的平方数，而第一个camera（AA）摄像机采样相当于起到了在这之后的一个全局倍增的作用，即实际最终采样等于各自通道采样数的平方数基础上再乘以摄像机采样的平方数。

1、摄像机采样（AA_sample）

摄像机采样是一个全局倍增的设置，所以值越大最终渲染效果越好，但是也会增加渲染时间，arnold的渲染时间这块确实是个鸡肋，不过也不排除在渲染采样这块设置合理性。这也就是arnold这种采样设置方式的灵活性，可以在采样设置上有一个权重分配的概念。哪里有噪点就增加对应通道采样值。

有的时候摄像机采样需要增加数值时，原有的一些通道采样在已经足够的情况下，需要调低数值来保持跟原来一样的采样数，否则就增加了无效的渲染时间成本。

2、漫反射采样（diffuse_sample）

漫反射采样主要决定了场景中GI效果，漫反射采样跟摄像机采样的值都较高时，会比较明显地增加渲染时间。

可以看到这个漫反射采样主要决定了间接漫反射的光线数量，数量为0没有间接漫反射，数量越大暗部越亮，但是并不是会无休止亮下去，数值大到最后效果差不多。 (需要更亮的效果则需要增加射线深度)

3、镜面反射（specular_sample）

控制在计算按镜面反射 BRDF 加权的半球形范围内累计的反射间接辐射时发射的光线数。精确的光线数是此值的平方。增加该值可减少间接镜面反射噪波（软反射/模糊反射）。请记住，“镜面反射”(Specular)采样操作针对每个“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样执行。因此，“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数和“镜面反射”(Specular)采样数的值都较高时，往往会减慢渲染速度。

specular sample=0（没有间接镜面反射，反射不出周围物体）

4、透射/折射（transmission_sample）

控制用于模拟基于微面的透射求值的采样数。增加该值可消除透射中的任何噪波。

如果将此参数和 GI_transmission_depth 都切换为零，此时噪波消失，则说明噪波是由透射导致的。

5、漫反射射线深度（diffuse ray depth）

定义最大光线漫反射深度反弹。如果“漫反射”(Diffuse)为零，则相当于禁用漫反射照明。增加深度会将更多的反弹光添加到场景，这在内部场景中可能尤为明显。您可能会注意到，逐渐增加漫反射反弹时会出现细微的差异。例如，当“漫反射”(Diffuse)设置为 1 时，立方体顶部没有照射到灯光，而当“漫反射”(Diffuse)设置为 2 时，则可以看到灯光。

6、镜面反射射线深度（specular ray depth）

定义光线可以镜面反射的最大次数。包含多个镜面反射曲面的场景可能需要更高的值，这样看起来才正确。要获取任何镜面反射，需要的最小值为 1。

7、透射射线深度（transmission ray depth）

光线可以折射的最大次数。包含多个折射曲面的场景可能需要更高的值，这样看起来才正确。

来源：Thepoly公众号