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室内渲染中高级灯光阴影技术(三):阴影的4种计算方法

发布时间:2019-09-12 15:52:27

02 光线跟踪阴影

上面介绍了[阴影贴图]的相关参数及特性,下面来介绍[光线跟踪阴影]。

我们接着上一部分的例子来开始[光线跟踪阴影]的学习。

step01 打开[常规参数] 卷展栏,单击[阴影贴图] 打开下拉选项,选择[光线跟踪阴影]方式。

step02 此时会在下方出现相应的[光线 跟踪阴影参数]卷展栏,使用默认值进行渲染,效果如图所示。

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观察上图发现阴影的边缘锐利,且较为光滑,没有锯齿效果。最重要的是,椅子透明材质部立的阴影出现了透明效果,这与之前学习的[阴影贴图]完全不同。

接着来看看[光线跟踪阴影参数]卷展栏中的参数设置。

[光线偏移]与[阴影贴图]中[偏移]的概念完全相同,决定阴影与物体之间的距离的远元。默认值为0.2,一般不需要调节,保持默认即可。

[双面阴影]与[阴影贴图]中[双面阴影]的概念完全相同,读者朋友可以参考学习。

[最大四元树深度]是指计算机在计算场景时将场景中的相关数据列成四元树。

TIPS:四元树是一种用于计算光线跟踪阴影的数据结构。四元树从灯光的角度来表现场景。四元树的根节点列出了在视图中可见的所有对象,如果可视对象过多,节点会生成另外4个节点,均代表视图的1/4,并分别列出所在部分的对象。该过程以自适应方式持续进行,直到每个节点都只有少量对象,或者四元树达到其深度限制。增加四元树的最大深度可以加速光线追踪。

四元树的范围是2到四元树最大深度次幂的平方。深度为7时,四元树最多拥有128 X 128个叶节点;深度为10时,四元树最多拥有1028 X 1028个叶节点,以此类推。

对于较小的场景,可以将[最大四元树深度]值提高,这样会大大加快渲染时间,并且不会影响场景的渲染效果。

将[最大四元树深度]值设置为10,对场景进行渲染,效果如图所示。

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[最大四元树深度]值设置为10后,渲染时间由原来的4秒变成了2秒,缩短了一半的时间。

对于较大的场景,将[最大四元树深度]值设为10,则不一定会加快渲染速度。[最大四元病深度]值还需要根据场景的实际情况来调节,一般数值都设置在7~ 10之间。[最大四元树深度]

值小于7后,数值越小渲染就越慢。

[光线跟踪阴影]的优点是可以计算透明材质的阴影效果,其缺点是不能产生阴影的模糊效果,并且计算速度较慢。

03 高级光线跟踪

[高级光线跟踪]与[光线跟踪阴影]比较相似,其最大不同就是在[光线跟踪阴影]的基础上增加了模糊效果。

打开[常规参数]卷展栏,单击[阴影贴图]下拉选项,选择[高级光线跟踪]方式。

此时会在下方出现相应的[高级光线跟踪参数]和[优化]卷展栏,[高 级光线跟踪参数]卷展栏如图所示。

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[高级光线跟踪]较[光线跟踪阴影]参数更加复杂,但其中的[双面阴影] 和[阴影偏移]两个参数与[光线跟踪阴影]是完全相同的。

在[高级光线跟踪参数]卷展栏中,[基本选项] 下有一个下拉选项,单击[双过程抗锯齿],打开下拉选项,下拉选项中还有[简单]和[单过程抗锯齿]两个选项。分别切换为这三个选项,观察下方的参数情况,如图所示。

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选择[简单]选项时,[抗锯齿选项] 仅有[阴影偏移]值可调节;选择[单过程抗锯齿]选项时,[抗锯齿选项] 仅有部分参数可调节;选择[双过程抗锯齿]选项时,[抗锯齿选项]中所有参数均可调节。

选择[简单]选项,对场景进行渲染,效果如图所示。渲染速度很快,只使用了2秒的时间,但是阴影质量很差,出现了明显的锯齿。

 Clipboard Image.png

TIPS:一般在对场景做测试渲染时使用[简单]选项;在最终出效果图的时候,选择[双过程抗锯齿]选项。