Cache de Irradiância (Iluminação global)

Com o Archicad 20, foi introduzido um novo método de Cache de Irradiância. Este método inclui as seguintes vantagens comparativamente a outros métodos:

•Pequenos detalhes, como sombras de contacto - ou seja, aquelas produzidas onde objectos se encontram, em arestas de cantos, etc. - são de qualidade muito superior (com as definições certas na qualidade de um rendering QMC puro).

•Novos algoritmos aceleram o rendering.

O método Cache de Irradiância (Legado) continua disponível. Ver Cache de Irradiância (Legado) (Iluminação Global Cineware).

Rendering melhorado de sombras de contacto (p. ex., nas regiões marcadas na imagem à esquerda).
Modelo de Steen Winther.

Nota: Todas as imagens nesta página foram renderizadas com Cache de Irradiância, ambas como Método Primário e Secundário.

O que é um "Cache de Irradiância?"

São efectuados diversos cálculos prévios ("pré-passos") durante o rendering de IR em que a cena é analisada para determinar as regiões de iluminação indirecta mais importantes (os "pontos de sombreamento", que são os pontos visualizados durante os pré-passos; estes tornam-se muito visíveis quando são utilizados valores de Densidade mais baixos). Para mais pormenores, veja abaixo:

Valores de brilho e cor para os pontos de sombreamento (imagem superior) são interpolados
para garantir uma dispersão homogénea de luz (imagem inferior).

Os valores de brilho e cor para estes pontos de sombreamento serão guardados no Cache de Irradiância, como assim chamadas "entradas". Estas entradas de Cache de Irradiância são interpoladas durante o render final para fornecer pixels entre pontos de sombreamento com luz indirecta.

Desvantagens

•Ao interpolar entre o número limitado de pontos de sombreamento, podem perder-se detalhes de luz e sombra (contudo, longe de ser tão drástico como com o método Herança). Nesta perspectiva, o QMC ainda tem vantagem.

•Lembre-se que o modo QMC oferece sempre a melhor qualidade GI em termos de dispersão de luz e sombra (e infelizmente a mais lenta). O Cache de Irradiância tenta sempre produzir um resultado o mais próximo possível de QMC.

•No geral, o Cache de Irradiância tende a tremer mais se forem utilizadas Luzes Poligonais muito brilhantes e pequenas. Fontes de luz grandes, homogéneas (p. ex., um céu usado para iluminação a partir do qual é emitida luz, de modo uniforme a partir de muitos lados) são especialmente favoráveis para o modo IR.

Notas: 

–As seguintes definições podem também ser encontradas nas definições da Oclusão de Ambiente. O princípio básico com o qual funcionam é o mesmo (AO, contudo, tem apenas uma profundidade de Densidade de Registo de 1).

–Se obtiver resultados com pontos, estes podem quase sempre ser eliminados através da utilização de um valor de Densidade de Registo mais alto. Melhorar as definições do Método Secundário vai ajudar.

Densidade de Registo

A maioria das seguintes definições será apenas usada para um ajuste preciso. Na maior parte dos casos, as definições de Densidade de Registo Baixa, Média e Alta, em conjunto com os valores correspondentes para as definições, serão suficientes. O modo Previsualização oferece uma previsualização rápida do resultado final. A opção Pessoal ficará disponível assim que o valor Densidade de Registo for mudado manualmente.

No geral, o valor Densidade de Registo deve apenas ser modificado se, por exemplo, se pretender que uma sombra viva de uma Luz Poligonal (p. ex., de um Portal) seja visualizada (e não quiser utilizar a Força Per-Pixel lenta).

Taxa Min/Taxa Max

Ao renderizar com Cache de Irradiância, serão primeiro calculados diversos pré-passos (a fase em que aparecem os quadrados que ficam sucessivamente mais pequenos). Durante esta fase, será determinada a dispersão de pontos de sombreamento. Este é um processo adaptável em que a ênfase particular é colocada em regiões críticas: cantos, arestas de sombras, etc. A diferença entre Taxa Min e Taxa Max define o número de pré-passos.

Um valor de 0 produz uma imagem de resolução completa (tamanho do pixel 1*1) e um valor de -1 vai produzir um tamanho de pixel de 2*2, -2=4*4 e etc. Logicamente, o valor Taxa Min deve ser sempre inferior ao valor Taxa Max. Valores positivos são, contudo, também possíveis, o que permite entradas de cache de subpixels (isto pode ser útil para Deslocamento Subpolígono, se se perderem detalhes).

No fim, estas definições não são tão importantes como o eram para IR anteriores. Os tempos de rendering diferem apenas nominalmente e enquanto os valores forem mantidos razoáveis (Taxa Max não inferior a 0), os resultados da rendering não vão variar muito também. Se forem utilizados valores negativos para a Taxa Min e a Taxa Max estiver definida para 0, está, em termos gerais, no caminho certo.

Densidade

Espaçamento Mínimo/Espaçamento Máximo

Densidade: densidade de ponto de sombreamento geral. O valor Densidade ajusta a dispersão geral de pontos de sombreamento considerando as seguintes duas definições.

Espaçamento Mínimo: densidade de ponto de sombreamento em áreas críticas (p. ex., cantos, sombras).

Espaçamento Máximo: densidade de ponto de sombreamento em áreas não críticas (p. ex., superfícies planas).

Aumento de valores de Densidade de baixo para cima

Faz sentido descrever estas três definições em conjunto, uma vez que as três funcionam em conjunto para definir a densidade do ponto de sombreamento em áreas críticas e não críticas:

A seguinte imagem mostra os efeitos das definições mencionadas acima:

Diferentes variações das definições de Densidade, Espaçamento Mínimo e Espaçamento Máximo

Dicas para uma Imagem Renderizada de forma Limpa

•Utilize um alto número de pontos de sombreamento em áreas críticas

•Utilize um valor de densidade razoável nas restantes áreas

•Certifique-se de que cada ponto de sombreamento tem tantas Amostras quanto possível

Suavização

No geral, raramente irá ter de modificar a definição de Suavização.

Todas as definições descritas anteriormente envolvem o posicionamento e o cálculo de pontos de sombreamento e a iluminação indirecta é determinada em diversas localizações. Esta dispersão de brilho ponto-a-ponto deve ser convertida numa dispersão plana durante o rendering. Um algoritmo de suavização faz isto do seguinte modo: por cada pixel a ser renderizado para um determinado objecto, o Cache de Irradiância é analisado de forma a encontrar entradas na sua proximidade imediata para interpolar os respectivos valores de brilho e cor.

Quanto mais alto o valor de Suavização, mais pontos de sombreamento serão utilizados para interpolação, de forma a renderizar um determinado pixel. Esta definição representa um valor limite que determina se uma determinada entrada de cache na sua proximidade será ou não utilizada. Valores mais pequenos produzem um resultado mais nítido (e frequentemente com mais pontos), enquanto áreas maiores vão interpolar através de áreas maiores, o que resulta numa iluminação mais uniforme, mas também significa que se perderão pequenos detalhes.

Refinamento de Cor

Aumentar o valor desta definição vai melhorar a qualidade do rendering em regiões em que a iluminação GI muda abruptamente (p. ex., sombras GI em Luzes Poligonais brilhantes). O que acontece é que serão gerados pontos de sombreamento adicionais (com um aumento correspondente do tempo de rendering).

Um valor de Refinamento de Cor mais alto produz uma sombra projectada mais definida

Importante: Deve aumentar a Densidade de Registo o suficiente para que a dispersão de luz seja homogénea; caso contrário, regiões com pontos vão resultar em regiões em que a iluminação GI muda abruptamente.

Cáusticos de GI beneficiam também de valores de Refinamento de Cor mais altos:

Rendering de cáusticos (direita), que demorou uma fracção de tempo para renderizar comparativamente a QMC

Escala de Ecrã

Com a versão Legado de Cache de Irradiância, a dispersão do ponto de sombreamento foi efectuada independentemente do tamanho da imagem renderizada, ou seja, o mesmo pré-passo foi utilizado para uma imagem de 80 x 80 pixels, como para uma imagem com uma resolução de 1024 x 768. Activar a opção Escala de Ecrã vai ajustar a densidade do ponto de sombreamento à resolução da imagem. Isto significa que serão criadas correspondentemente mais entradas de cache para uma imagem com uma resolução muito grande do que para uma imagem com uma resolução muito pequena. Por isso, imagens mais pequenas vão renderizar mais rapidamente e imagens maiores vão demorar mais tempo a renderizar, o que significa também que estarão visíveis mais pormenores.