Megvilágítás cache (Globális megvilágítás)

IrradianceCache.png

 

Az Archicad 20-as verziójában új Megvilágítás cache eljárást vezettünk be. A módszer előnyei a többi eljárással szemben:

Az apró részletek, mint például a kontaktárnyékok (amelyek a tárgyak találkozásánál, sarkokban stb. keletkeznek) minősége jóval jobb lesz (a tiszta QMC renderelés megfelelő beállításai mellett).

Az új algoritmusokkal gyorsabb a renderelés.

A Megvilágítás cache (korábbi verzió) eljárás továbbra is elérhető. Lásd Megvilágítás cache (korábbi verzió) (Cineware Globális megvilágítás).

IROldNew.png

 

A kontaktárnyékok fejlettebb renderelése (pl. a bal oldali képen jelzett területeken).
A modellt készítette: Steen Winther.

Megjegyzés: Az oldalon található összes kép rendereléséhez Megvilágítás cache-t használtunk elsődleges és másodlagos eljárásként is.

Mi takar a „Megvilágítás cache”?

Az IR renderelés során több előkalkuláció történik, melyek során a program elemzi a jelenetet, és előkészíti a legfontosabb közvetett világítási területeket (ezek az árnyalási pontok, azaz az előzetes kalkuláció során megjelenő pontok, amelyek alacsony Sűrűség értékek használatakor láthatók igazán). További részletekért lásd az alábbiakat:

ShadingPoints1.png

 

ShadingPoints2.png

 

Az árnyalási pontok fényerő és szín értékeit (felső kép) a program interpolálja az egyenletes fényszóródás érdekében (alsó kép).

Az árnyalási pontok fényerő és szín értékeit a program ún. „bejegyzésként” menti a Megvilágítás cache-be. A végső renderelés során a program elvégzi az interpolációt ezeken a Megvilágítás cache bejegyzéseken, hogy elkészüljenek azok a képpontok, amelyek a közvetett fénnyel rendelkező árnyalási pontok között fekszenek.

Hátrányok

A korlátozott számú árnyalási pontok interpolációjakor a fénnyel és az árnyékokkal kapcsolatos részletek elveszhetnek (bár közel sem olyan drasztikus mértékben, mint a korábbi verzió szerinti eljárásnál). Ebből a szempontból a QMC előnyösebb.

A fény és az árnyékok szóródása szempontjából a QMC mód mindig a legjobb GI minőséget nyújtja (bár sajnos ez az eljárás a leglassabb is). A Megvilágítás cache mindig a QMC eredményéhez lehető leghasonlóbb eredményre törekszik.

Általánosságban elmondható, hogy a Megvilágítás cache akkor generálja a legtöbb villogást, ha nagyon világos és kis méretű poligon fényeket használunk. A nagy méretű és egységes fényforrások (pl. a megvilágításhoz használt égbolt, amely több oldalról bocsát ki egyenletes fényt) különösen jól használhatók az IR eljárásnál.

Megjegyzések: 

Az alábbi beállítások a Környezeti elnyelés beállításoknál is megtalálhatók. Alapvető működési elveik ugyanazok (bár az AO-nál az Eredmény sűrűség értéke 1).

Ha az eredmény foltos, a foltok a legtöbbször megszüntethetők, ha magasabb Eredmény sűrűség értéket használunk. A Másodlagos eljárás beállításainak megfelelő módosítása megoldja a problémát.

Eredmény sűrűség

A következő beállítások többsége csak finomításra szolgál. A legtöbbször elegendő, ha kombináljuk az Eredmény sűrűség Alacsony, Közepes és Magas beállításait az alábbiakban bemutatott megfelelő beállításokkal. Az Előnézet módban megtekinthető a végleges eredmény gyors előnézete. Az Egyéni opció bekapcsol, amint az Eredmény sűrűség értéket manuálisan módosítjuk.

Általánosságban az Eredmény sűrűség értéket csak akkor kell módosítani, ha például egy poligon fény (pl. portál) erős árnyékát kívánjuk megjeleníteni (de nem szeretnénk használni a lassú Képpontonként eljárást).

Min. mérték/Max. mérték

A Megvilágítás cache-sel történő rendereléskor először több előzetes kalkuláció történik (közben mozaikok jelennek meg a képernyőn, amelyek egyre kisebbek lesznek). Ebben a szakaszban készül el az árnyalási pontok szóródása. Az adaptív folyamat során kiemelt hangsúlyt kapnak a problémás területek (sarkok, árnyékok szélei stb.). Az előzetes kalkulációk száma a Min. mérték és a Max. mérték közötti különbségétől függ.

A 0 értéknél maximális a képfelbontás (1*1-es pixelméret), míg -1 értéknél a pixelméret 2*2, -2 értéknél 4*4, és így tovább. A Min. mérték értéknek logikusan mindig kisebbnek kell lennie, mint a Max. mérték értéke. Ennek ellenére pozitív értékek is megadhatók, ekkor menthetők a tárba a képpontnál kisebb tartomány bejegyzései (ami hasznos lehet az Alpoligon eltolásnál, ha elvesztek a részletek).

Összességében ezeknek a beállításoknak nincs akkora jelentősége, mint a korábbi IR esetén. A renderelési idők között csak névleges az eltérés, és amíg ésszerű értékeket használunk (azaz a Max. mérték nem kisebb, mint 0), a renderelés eredményét tekintve sem lesznek nagy különbségek. Ha a Min. mértéknél negatív értéket, a Max. mértéknél pedig 0 értéket használ, nem lehet gond.

Sűrűség

Minimális távolság/Maximális távolság

Sűrűség: Az árnyalási pontok általános sűrűsége. A Sűrűség értékkel az árnyalási pontok általános szóródása módosítható az alábbi két beállítás figyelembe vételével.

Minimális távolság: az árnyalási pontok sűrűsége a problémás területeken (pl. sarkokban, árnyékoknál).

Maximális távolság: az árnyalási pontok sűrűsége a nem problémás területeken (pl. sík felületeken).

Density1.png

 

Növekvő Sűrűség érték (lentről felfelé)

Ezt a három beállítást érdemes együtt bemutatni, mivel közösen határozzák meg az árnyalási pontok sűrűségét a problémás és a nem problémás területeken:

Az alábbi képen az említett beállítások hatása látható:

Density2.png

 

A Sűrűség, Minimális távolság és Maximális távolság beállítások különböző változatai

Tippek a megfelelően renderelt kép elkészítéséhez

A problémás területeken használjon sok árnyalási pontot

A többi területhez ésszerű sűrűség értéket adjon meg

Minden árnyalási pontnál a lehető legtöbb mintát használja

Simítás

Általában a Simítás beállítást ritkán kell módosítani.

Az előzőekben bemutatott beállítások mindegyike az árnyalási pontok elhelyezésével és kalkulációjával kapcsolatos; a közvetett világítást több ponton helyezzük el. A fényerő pontról pontra történő szórását a rendereléskor át kell alakítani síkbeli szóródássá. Ezt egy simító algoritmus végzi a következőképpen: Minden képpont esetén, amelyet egy adott tárgyhoz renderelni kell, a program a Megvilágítás cache segítségével bejegyzéseket keres a közvetlen közelben, hogy interpolálja azok fényerősség és szín értékét.

Minél magasabb a Simítás érték, annál több árnyalási pont vesz részt az interpolációban, amely az adott képpont rendereléséhez szükséges. Ez a beállítás egy küszöbérték, amely meghatározza, hogy a közelben lévő cache bejegyzések közül melyek vesznek részt a folyamatban. Alacsonyabb értékeknél az eredmény általában élesebb (és gyakran foltosabb), míg a magasabb értékek nagyobb területen végzik az interpolációt, ami egységesebb megvilágítást eredményez, de egyúttal azt is jelenti, hogy a kisebb részletek elvesznek.

Színfinomítás

Ha növeli a beállítás értékét, a renderelés jobb minőségű lesz azokon a területeken, ahol a GI világítás hirtelen változik (pl. GI árnyékok a világos poligon fényeken). Valójában az történik, hogy további árnyalási pontok jönnek létre (ezzel párhuzamosan a renderelési idő is nő).

ColorRefinement.png

 

A Színfinomításnál megadott magasabb érték határozottabb árnyékvetést eredményez

Fontos: Az egységes fényszóródás érdekében megfelelően növelni kell az Eredmény sűrűség értéket, ellenkező esetben foltosak lesznek azok a területek, ahol a GI világítás hirtelen változik.

A GI kausztikánál magasabbak a színfinomítási értékek:

CausticsExample.png

 

Kausztika renderelés (jobbra), amely a QMC eljáráshoz szükséges idő töredéke alatt elkészül

Képernyőméret

A Megvilágítás cache korábbi verziójában az árnyalási pontok szórása a renderelt kép méretétől függetlenül történt, azaz például az előzetes kalkuláció megegyezett a 80 x 80 képpont méretű és a 1024 x 768 felbontású képeknél. A Képernyőméret beállítással az árnyalási pontok sűrűsége a képfelbontáshoz igazítható. Ez azt jelenti, hogy a nagy felbontású képeknél arányosan több cache bejegyzés készül, mint a nagyon kis felbontású képeknél. Ezért a kisebb képek renderelési gyorsabban lezajlik, míg a nagyobb képek fényképezése lassabban készül el, ami egyúttal azt is jelenti, hogy több részlet lesz látható.