VRay室内渲染技术基础教程（三）

下面是4种反弹的优缺点分析。

01 Iadiance map [发光贴图]

这个方法是基于发光缓存技术的。其基本思路是仅仅计算场景中某些特定点的间接光照明，然后对剩余的点进行插值计算。

其优点如下:

(1)发光贴图要远远快于直接计算，特别是对于具有大量平坦区域的场景;

(2)相比直接计算来说，其产生的内在Noise [噪点]很少;

(3)能被保存与调用，特别是渲染相同场景不同方向的图像或动画时，能加快渲染速度;

(4)发光贴图还可以加速从面积光源产生的直接漫反射灯光的计算。

其缺点如下:

(1)由于采用了插值计算，间接照明的--些细节可能会被丢失或模糊;

(2)如果参数设置过低，可能会导致渲染动画的过程中产生闪烁;

(3)需要占用额外的内存;

(4)运动模糊中物体的间接照明可能不是完全正确的，也可能会导致一些Noise [噪点]的产生。

02 Photon map [光子贴图]

这种方法是建立在追踪从光源发射出来的，并能够在场景中来回反弹的光线微粒(称之为光子)的基础上的。对于存在大量灯光或较少窗户的室内或半封闭场景来说，使用这种方法是较好的选择。如果直接使用，通常不会产生很好的效果。但是，它可以作为场景中灯光的近似值来计算，从而加速在直接计算或发光贴图过程中的间接照明。

其优点如下:

(1)可以快速地产生场景中灯光的近似值;

(2) 与发光贴图一样，也可以被保存或者被重新调用，特别是在渲染相同场景的不同视角的图像或动画的过程中，可以加快渲染速度;

(3) 光子贴图是独立于视口的。

其缺点如下:

(1) 一般没有一个直观的效果;

(2)需要占用额外的内存;

(3)在VRay的计算过程中， 运动模糊中运动物体的间接照明计算可能不是完全正确的;

(4)需要真实的灯光来参与计算，无法对环境光(如天光)产生的间接照明进行计算。

03 Quasi-Monte Carlo [准蒙特卡罗]

使用准蒙特卡罗算法来计算GI是一种强有力的方法，它会单独地验算每-个shaded [明暗]点的全局光照明，因而速度很慢，但是效果也是最精确的，尤其是对于需要表现大量细节的场景。为了加快准蒙特卡罗GI的速度，在使用它作为初级漫射反弹引擎的时候，可以在计 算次级漫射反弹的时候选择较快速的方法(例如使用光子贴图或灯光贴图渲染引擎)。

04 Light cache [灯光缓存]

灯光缓存是一种近似于场景中全局光照明的技术，它与光子贴图类似，但是没有其他的局限性。灯光缓存是建立在追踪从摄影机可见的许许多多光线路径的基础上的，每一次沿路径的光线反弹都会存储照明信息，它们组成了一个3D的结构，这一点非常类似于光子贴图。灯光缓存是一种通用的全局光解决方案，广泛地用于室内和室外场景的渲染计算。它可以直接使用，也可以被用于使用发光贴图或直接计算时的光线二次反弹计算。

其优点如下:

(1)容易设置，只需要追踪摄影机可见的光线，这一点与Photon map [光子贴图]相反，Photon map [光子贴图]需要处理场景中的每一盏灯光，通常对每一 盏灯光还需要单独设置参数;

(2)其灯光类型没有局限性，几乎支持所有类型的灯光(包括天光、自发光、非物理光、光度学灯光等，当然前提是VRay渲染器支持这些灯光类型) ;

(3) 对于细小物体的周边和角落，可以产 生正确的效果，另一方面，光子贴图在这种情况下会产生错误的结果，这些区域或太暗或太亮;

(4)在大多数情况下，可以直接快速平滑地显示场景中灯光的预览效果。

其缺点如下:

(1)和发光贴图一样，灯光贴图也是独立于视口，并且在摄影机的特定位置产生的，然而，它为间接可见的部分场景产生了一个近似值，例如在一个封闭的房间里使用一-张灯光贴图就可以近似完全地计算GI;

(2)目前灯光贴图仅仅支持VRay材质;

(3)和光子贴图-样，Light cache [灯光缓存]不能自适应，但可以计算用户定义的固定的分辨率;

(4) Light cache [灯光缓存]不能很好地支持Bump [凹凸]贴图类型，如果想使用Bump [凹凸]贴图来达到一个好的效果，可以选用发光贴图或直接计算GI类型;

(5) Light cache [灯光缓存]也不能完全正确计算运动模糊中的运动物体，但是由于灯光贴图及时模糊GI，所以会显得非常光滑。

在VRay中间接光照明被分成两大部分来控制，即Primary bounces和Sccondary bounces。 当一个Shaded [明暗处理]点在摄影机中可见或者光线穿过反射/折射表面的时候，会产生初级漫射反弹;当Shaded [明暗 处理]点包含在GI计算中的时候会产生次级漫反射反弹。

2.4 Quasi-Monte Carlo GI [准蒙特卡罗GI ]

该卷展栏只有在选择Quasi-Monte CarloGI [准蒙特卡罗Gl] 渲染引擎作为初级或次级漫射反弹引擎的时候才能被激活。

进入VRay：Quasi-Monte CarloGI [准蒙特卡罗GI] 卷展栏，如图所示。

Subdivs [细分] :设置计算过程中使用的近似样本数量。

Secondary bounces [次级反弹] :仅在选择准蒙特卡罗GI引擎作为次级GI引擎的时候才被激活，它用于控制被计算光线的反弹次数。

2.5 Irradiance map [发光贴图 ]

进入VRay:Irradiance map [发光贴图]卷展栏，如图所示。

＞Bulid-in presets [内建预设模式]

系统提供了8种预设的模式供用户选择，如无特殊情况，这几种模式应该可以满足需要。可以使用这些预设设置颜色、法向、距离及最小最大比率等参数。

Custom [自定义] :根据自己需要设置不同的参数，这也是默认选项。

Very low [非常低] :仅仅对预览有用，只表现场景中的普通照明。

Low [低] :用于预览的预设模式。

Medium [中等] :如果场景中不需要太多细节，可以产生好的效果。

Medium-animation [中等品质动画] :减少动画中的闪烁。

High [高] :可以应用在大多数情形下，即使是具有大量细节的动画。

High-animation [高品质动画] :用于解决High [高]预设模式下渲染动画闪烁的问题。

VeryHigh[非常高]:一般用于有大量极细小的细节或极复杂的场景。

TIPS：这些预设模式都是针对典型的640X480分辨率图像的，如果使用更大的分辨率，则需要调低预设模式中的最小/最大比率值。

Basic parameters [基本参数]

Minrate[最小比率]:确定原始GI通道的分辨率。0意味着使用与最终渲染图像相同的分辨率，这将使得发光贴图类 似于直接计算GI的方法; -1味着使用最终渲染图像一半的分辨率。 通常需要设置它为负值，以便快速地计算大而平坦区域的GI,这个参数类似于(尽管不完全一样)自适应细分图像采样器的最小比率参数。

Max rate [最大比率] : GI通 道的最终分辨率。

CIr thresh [颜色阀值] :确定发光贴图算法对间接光照明变化的敏感程度。较大的值意味着较小的敏感性，较小的值将使发光贴图对照明的变化更加敏感，因而可以得到高品质的渲染图。

Nrm thresh[法线阀值]:确定发光贴图算法对表面法线变化及细小表面细节的敏感程度。较大的值意味着较小的敏感性，较小的值将使发光贴图对表面曲率及细小细节更加敏感。

Dist thresh[距离阀值]:确定发光贴图算法对两个表面距离变化的敏感程度。值为0意味着发光贴图完全不考虑两个物体间的距离，较高值意味着将在两个物体之间接近的区域放置更多的样本。

HSph. subdivs [半球细分] :决定个体GI样本的品质。较小的取值可以获得较快的速度，但是也可能会产生黑斑，较高的取值可以得到平滑的图像。对最终渲染图影响很大，值越高，画面质量越好，速度则会变慢。

Interp samples [插值样本] :定义被用于插值计算的GI样本数量。较大的值会趋向于模糊GI的细节，即使最终的效果很光滑;较小的取值会产生更光滑的细节， 但是如果使用较低的[半球统分]值也可能会产生黑斑。

＞Options [选项]

Show calc.phase [ 显示计算相位] : VRay在计算[发 光贴图]的时候将显示[发光贴图]的通道，这将提供一个在最终渲染完成前对于间接照明的粗略看法。启用的时候，同时会减慢渲染计算的速度，特别是在渲染大图像的时候。在渲染到场的时候这个参数可以忽略，因为此种情况下，计算相位不会显示。

Show diretlight [显示直接照明] :只在勾选Show calcphase [显示计算相位]选项的时候才能被激活，它将促使VRay在计算[发光贴图]的时候，显示初级漫射反弹除了间接照明外的直接照明。

Show samples [ 显示样本] :勾选时，VRay将 在VFB窗口中，以小原点的形态直观地显示发光贴图中使用的样本情况。

＞Detail enhancement [强化细节]

开启这一栏的On [开启]。

Scale [比例] :包括屏幕方式与世界方式。

Radius [半径] :控制半径。

Subdivsmult[多角细分]:增强细分。

＞Advanced options [高级选项]

Interpolationtype [插补类型] :在渲染中使用，系统提供了4种类型供用户选择。

01 Weighted average [加权平均值] :根据发光贴图中GI样本点到插补点的距离和法向差异进行简单的混合。

02 Least squares fit [最小平方适配] :这是默认的设置类型，它将设法计算一个在发光贴图样本之间最合适的GI值。可以产生比加权平均值更平滑的效果，同时会变慢。

03 Delone tinglation [三角测量法] :几乎所有其他的插补方法都有模糊效果，确切地说，它们都趋向于模糊间接照明中的细节，同样，都有密度偏置的倾向。与它们不同的是，

Delone triangulation [三角测量法]不会产生模糊，它可以保护场景细节， 避免产生密度偏置。但是由于它没有模糊效果，因此看上去会产生更多的噪波。为了得到充分的效果，可能需要更多的样本，这可以通过增加发光贴图的[半球细分]值或者较小QMC采样器中的噪波临界值的方法来完成。

04 Least squares with voronoi weights [使 用voronoi权重的最小平方适配] :这种方法是对最小平方适配方法缺点的修正，它速度相当缓慢，建议不采用。

Sample lookup [样本查找] :这个选项在渲染过程中使用，它决定发光贴图中被用于插补基础的合适点的选择方法，系统提供了3种方法供选择。

01 Nearest [最靠近的] :这是最快的一种查找方法， 而且只用于VRay早 期的版本。这个方法的缺点是当发光贴图中某些地方样本密度发生改变的时候，它将在高密度的区域选取更多的样本数量。在使用模糊插值方法的时候，将会导致所谓的密度偏置，即在大多数GI阴影的边缘导致不正确的插值或明显的人工痕迹。

02 Nearest quad-balanced [最靠近的四方平衡] :这是默认的选项，是针对Nearest (最靠近的)方法产生密度偏置的-种补充。它把插补点在空间划分成4个区域，设法在它们之间寻找相等数量的样本。它比简单的Nearest方法要慢，但是通常效果要好。其缺点是有时候在查找样本的过程中，可能会拾取远处与插补点不相关的样本。

03 Pecalculated overlapping [预先计算重叠] :这种方法是作为解决上面介绍的两种方法的缺点的补充。它需要对发光贴图的样本有一个预处理的步骤，也就是对每一个样本进行影响半径的计算。其优点是在使用模糊插补方法的时候，产生连续的平滑效果。

作为3种方法中最快的Nearest [最靠近的]， 更多时 候是用于预览的，Nearest quad-balanced[最靠近的四方平衡]在多数情况下完成得相当好，P而recaculated overapping [预先计算重叠]是3种方法中效果最好的。

Calc. pass interpolation samples [计算通道插补样本] : 在发光贴图计算过程中使用，它描述的是已经被采样算法计算的样本数量。较好的取值范围是10~25。较低的数值可以加快计算传递，但是会导致信息存储不足;较高的取值将减慢速度，增加更多的附加采样。一般情况下, 这个参数值设置为默认的15左右。

Multipass [多通道] :在发光贴图计算过程中使用，勾选的时候，将促使VRay使用多通道模式计算发光贴图;不勾选的时候，VRay仅使 用当前通道。

Randomize samples [随机样本] :在发光贴图计算过程中使用，勾选的时候，图像样本将随机放置;不勾选的时候，将在屏幕上产生排列成网格的样本。推荐使用默认的勾选。

Check sample visibility [检查样本的可见性] :在渲染过程中使用。它将促使VRay仅仅使用发光贴图中的样本，样本在插补点直接可见。可以有效地防止灯光穿透两面并接受完全不同照明的薄壁物体时，产生漏光现象。当然，由于VRay 要追踪附加的光线来确定样本的可见性，所以它会减慢渲染速度。

＞Mode[模式]

这个选项组允许选择使用发光贴图的方法。

Bucket mode [块模式] :在这种模式下，一张分散的发光贴图被运用在每一个渲染区域[渲染块]。这在使用分布式渲染的情况下尤其有用，因为它允许发光贴图在几台电脑之间进行计算，与单帧模式相比， [块模式] 可能会有点慢，因为在相邻两个区域的边界周围的边都要进行计算，即使如此，得到的效果也不会太好，但是可以通过设置较高的[发光贴图]参数来减少它的影响(例如使用高的预设模式、更多的[半球细分]值或者在QMC采样器中使用较低的噪波阀值等)

Single frame [单帧模式] :默认的模式，在这种模式下对于整个图像计算一张单一的发光贴图、每一帧都计算新的发光贴图。在分布式渲染的时候，每一个渲染服务器都各自计算它们自己的针对整体图像的发光贴图。这是渲染动画的时候采用的模式，但是用户要确保发光贴图有较高的品质以避免图像闪烁。

Muliframe incremental [多 重帧增加模式] :这个模式在渲染仅摄影机移动(也称为摄影机游历动画)的帧序列的时候很有用。

From file [从文件模式] :使用这种模式，在渲染序列的开始帧，VRay简单地导入一个提供的发光贴图，并在动画的所有帧中都使用这张发光贴图。整个渲染过程中不会计算新的发光贴图，这种模式也可以用于渲染摄影机游历动画，同时在网络渲染模式下也可以完成得很好。

Add to current map [增加到当前贴图模式] :在这种模式下，VRay将计算 全新的发光贴图，

二把它增加到内存中已经存在的贴图中。这种模式对渲染静态场景的多重视角汇聚的发光贴图是非常有帮助的。

Incremental add to current map [以增量增加到当前贴图模式] :在这种模式下，VRay将使用不存中已存在的贴图，仅仅在某些没有足够细节的地方对其进行精炼。这种模式对渲染静态场景或摄影机游历动画的多重视角汇聚的发光贴图是非常有帮助的。

Browse [浏览] :在选择From file [从文件模式]的时候，单击此按钮，可以从硬盘上选择一张存在的发光贴图文件导入。

Save to file [保存到文件] :将保存当前计算的发光贴图到内存中已经存在的发光贴图文件中，前提是On render end [在渲染结束]选项组中已勾选Don't delete [不删除]选项，否则VRay会自动在渲染任务完成后删除内存中的发光贴图。

Reset Iradiance map [重设发光贴图] :可以清除存储在内存中的发光贴图。

＞Onrenderend[在渲染结束时]

这个选项组用于控制VRay渲染器在渲染过程结束后如何处理发光贴图。

Don't delete [不删除] :勾选此项，发光贴图将保存在内存中，直到下一次渲染前;不勾选此项，VRay会在渲染任务完成后删除内存中的发光贴图，以后用户无法手动保存发光贴图。

Autosave [自动保存] :在渲染结束后，VRay将 发光贴图文件自动保存到指定的目录。如果希望在网络渲染的时候每-个渲染服务器都使用同样的发光贴图，这个功能尤其有用。

Switch to saved map [切换到保存的贴图] :此项只有在勾选[自动保存]选项的时候才能被教活。勾选后，VRay渲染器也会自动设置发光贴图为[从文件模式] ，并将文件名称设置为以前保存的贴图文件名称。