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Optimización de render con Vray

Introducción

Este tutorial trata de clarificar el proceso de optimización de render en V-Ray para obtener la más alta calidad posible con los tiempos de render mas rápidos para cualquier escena. 

Regularmente hay mucha confusion alrededor del tema de muestreo (sampling) en V-Ray y cuales son los settings ideales. Muchas veces verás artistas adoptando los 'Universal V-Ray Settings' que consisten en poner el valor del Image Sampler (muestreador de la imagen, antialiasing o AA)  Max Subdivs en un valor muy alto (entre 50 y 100), y simplemente disminuyendo el umbral de ruido (Noise Threshold) hasta que se elimina lo suficiente,  pensando que es la mejor ó mas rápida forma que Vray puede renderearlo. Pero con un poco de entendimiento de como V-Ray Funciona internamente, podemos lograr renders de mejor calidad, mas limpios  y con tiempos de render mas rápidos -en algunos casos desde 3 veces mas rápido  hasta  13 veces más rápido que con los 'Universal V-Ray Settings' .

Primero trataré algunos conceptos de como funciona el Image Sampler (muestreador de la imagen). Después, trabajaré sobre una escena  para demostrar exactamente como puede un render ser optimizado para ser más rápido y más limpio. A continuación aprenderemos a identificar las diferentes fuentes del ruido que una escena puede tener, y para finalmente mejoraré una escena paso a paso para mostrar el proceso de optimización en cualquier escena, para obtener un balance de calidad velocidad.

Si ya conoces los conceptos básicos de como funciona el image sampler y solo quieres el procedimiento tecnico de paso a paso puedes brincar directamente a esta sección.

RAYTRACING 101

Cuando un render inicia, se trasan rayos de la camara en la escena para obtener información sobre la geometria que será visible en la imagen final. Estos rayos originados de la camara son llamados Rayos primarios (Primary Rays, Camera Rays o Eye Rays) y son controlados por el Vray Image Sampler (o muestreador de la imagen también conocido como Anti-Aliasing o AA) 

Cada vez que un rayo primario se intersecta con geometria en la escena, rayos adicionales son trazados desde ese punto de intersección hacia el resto de la escena para obtener información de iluminación, sombras, Iluminación Global (GI), Reflección, Refracción, Sub-Surface Scattering(SSS), etc. Estos rayos adicionales son llamados Rayos Secundarios y son controlados por el V- Ray DMC Sampler (V-Ray)

 Fig1

 

Un diagrama simplificado de raytracing: Rayos primarios son enviados fuera de la camara en la escena,

estos  rayos  intersectan  la  geometría  y  envían  varios  rayos  secundarios  para  muestrear la escena.

 

De este punto en adelante simplemente nos referiremos a los rayos como muestras, por que este es el propósito de los rayos, para tomar una muestra de la escena y obtener información sobre que esta sucediendo en ese punto. Rayos=Muestras.

Para darnos cuenta de forma mas precisa sobre lo que sucede en la escena, muchas muestras primarias y secundarias necesitan ser tomadas. Mientras mas es muestreada una escena, mas información  de la escena es recolectada por Vray y mayor es la calidad del render- lo que significa menos ruido en el render. Como puedes notar, el ruido es causado por falta de información. Si el ruido esta presente  en un render, significa que V-Ray no fue capaz de recolectar suficiente información sobre que sucedia en la escena, por lo que, en función de reducir el ruido, necesitas proveer a Vray de mas información, lo que se traduce en tomar mas muestras.

La cantidad de Muestras Primarias tomadas de la escena es controlado principalmente por los valores de Min Subdivs, Max Subdivs, y Color Threshold del Image Sampler. La cantidad de muestras secundarias enviadas a la escena es controlada por el valor de Subdivs individualmente en cada Luz/IluminaciónGlobal/Material en la escena, y el parametro Noise Threshold (Umbral de Ruido) en el DMC Sampler. (Noise Threshold es nombrado Adaptive Threshold en el V-Ray para Maya)

En resumen los términos importantes son:

Rayo =

Muestra

Muestra Primaria=

Las muestras controladas por el V-Ray Image Sampler (Conocido también como Anti-Aliasing o AA), las cuales se especializan en definir los objetos o geometría en la escena, asi como las texturas, la profundidad de campo o el motion blur. 

Muestras secundarias =

Las muestras controladas por el V-Ray DMC Sampler, el cual se especializa en definir la iluminación, la iluminación global(GI), Sombras, Reflexión y Refracción en materiales y el Sub-Surface Scattering (SSS).

Ruido =

Falta de Información.

Subdivisiones =

La Raiz cuadrada del número final de muestras. Lo que implica que  Subdivs2 = No de Muestras.
Por ejemplo: 8 Subdivs = 64 muestras. (82 = 64)

 

En este tutorial aprenderemos como es mejor utilizar las muestras primarias y secundarias para obtener la mejor calidad del render (el menor ruido posible)  y el tiempo mas rápido de render.

Entendiendo el elemento de render Sample Rate

El  render element SampleRate  es una de las herramientas más importantes que estaremos usando como guía para mejorar el render. Es la forma en que V-ray nos muestra exactamente que es lo que el Image Sampler (AA) esta realizando en cada pixel. Realiza esto codificando cada pixel en el render en base a cuantas Muestras Primarias (AA) fueron tomadas (lo cual puede verse con el Render Element  Sample Rate).

  • El color Azul significa un valor bajo de Muestras Primarias(AA) fue tomado en este pixel.
  • El color Verde significa que fue medianamente muestreado este pixel.
  • EL color Rojo significa una cantidad alta de Muestras Primarias(AA) en el pixel.

Figure02

El elemento SampleRate (imagen derecha), señala cuantas muestras primarias fueron tomadas en cada pixel del Render.

Para una escena con el Image Sampler (AA) fijado en 1 MinSubdivs y 10 en MaxSubdivs (significa mínimo 1 muestra primaria y máximo 100 muestras primarias por pixel):

  • Un pixel azul implica que una muestra primaria fue tomada
  • Un pixel verde implica 50 muestras primarias en el pixel.    
  • Un pixel rojo implica que 100 muestras primarias fueron tomadas

 Y para una escena con el Image Sampler (AA) es fijado a 1 MinSubdivs y 100 MaxSubdivs (significa mínimo 1 muestra primaria y máximo 10000 muestras primarias por pixel

  • Un pixel azul implica que una muestra primaria fue tomada
  • Un pixel verde implica 5000 muestras primarias en el pixel.    
  • Un pixel rojo implica que 10000 muestras primarias fueron tomadas

Escena de Ejemplo - Entendiendo como funciona V-Ray

Para este tutorial, estaremos trabajando con una escena de prueba muy simple que conciste en: Un Plano con algunas esferas encima, varios materiales simples (incluyen diffuse, glossiness bajo en reflexion y refraccion, y un SSS, 2 Luces de tipo área y un domo con un HDRI. Iluminación global esta encendida y esta configurada a Brute Force +Light Cache. Esta escena puede ser descargada de AQUÍ. 

Comenzaremos con un render básico con los siguientes settings:

  • Image Sampler (AA) fijado a  1 minSubdivs y en  8 maxSubdivs.
  • Luces, GI, y Materes todos fijos en  8 Subdivs.
  • Noise Threshold en su valor default de  0.01.
  • El resto de las configuraciones de render fueron dejadas en su valor default. 

FIgure03

Render Base

1 min y  8 max Subdivs = Image Sampler (AA)

8 Subdivs = Luces, GI, y en cada material.

Ahora vayamos exactamente a ver que sucede en este render base. A través de la configuración estas diciendo a V-Ray: "Estoy permitiendo que use maximo 64 (8Subdivs) Muestras Primarias (AA) por pixel para darse cuenta que hay en la escena y reducir el ruido tanto como lo permita mi umbral de ruido... pero por cada una de estas muestras primarias que tomas, solamente tienes permitido tomar 1 muestra adicional de las muestras secundarias, para identificar que sucede con cada Luz, GI, y materiales".

En este punto tal vez te preguntas:

"Pero, solo 1 muestra secundaria para las Luces, GI, y cada material? No deberian de ser 64 muestras( 8 Subdivisiones) que es el valor que fijamos?"

Es importante notar que aunque las Luces, GI, y materiales tengan 64 muestras (8 Subdivs) -V-Ray internamente divide cada uno de estos valores de subdivs entre el valor de muestras maximas del AA. Por lo que en lugar de tener 64 muestras para la luz y cada material como podrías esperar, este valor es dividido por el máximo del AA que es de 64 muestras (8 MaxSubdivs ), lo que resulta solamente 1 muestra secundaria tomada para las luces, la iluminación global (GI), y los materiales. (64 muestras secundarias / 64 muestras primarias =1 muestra secundaria)

 

La razón por la que V-Ray hace esto es debido a que internamente sus fórmulas están configuradas para que trate de balancear sus 2 muestreadores. El pensamiento detrás de esto es que con mas muestras primarias tomadas de tu escena, proporcionalmente disminuye la cantidad de muestras secundarias necesarias para saber que sucede en la escena (lo cual aprenderemos que no siempre es deseable). Este balance entre el  Image Sampler y el DMC Sampler puede ser confuso en un inicio, pero lo importante es que: Cada vez que incrementas tu valor de Image Sampler (AA), V-Ray trata de compensarlo internamente decreciendo tus valores de subdivs en el DMC Sampler. Mas adelante si estas interesado en aprender mas sobre como trabaja internamente Vray puedes checar el DMC Calculator que programe, pero por el momento no será necesario. 

Volvamos al rendering:

V-Ray termina el render lo mejor que puede pero te advierte con todos los pixeles en rojo del SampleRate element:

"No fui capaz de resolver ¡todo lo que sucede en esta escena acorde al nivel de calidad (noise threshold o umbrall de ruido) que deseabas!- Gran parte del tiempo tuve que hacer uso de las 64 muestras primarias con 1 secundaria por luz, GI, y materiales que me permitiste por pixel, pero aún así estas muestras no me dieron suficiente información en esas áreas. 

Si vemos el render - notaremos que mientras que  el detalle geométrico (aristas o bordes de los objetos) se ven suficientemente claros y definidos, hay áreas ruidosas en la imagen- principalmente en las reflexiones y en las sombras, por lo que tenemos este render base y dos opciones para reducir el ruido y alcanzar nuestro nivel deseado de calidad (noise threshold):

 

Opcion #1 =

Incrementar AA Max Subdivs - Dejar que Vray tome mas muestras primarias para resolver la escena-Nuevamente 1 muestra secundaria para las Luces/GI/Materiales por muestra primaria.

Opcion #2 =

Incrementar Subdivs en  Luces / GI / Materiales- Decirle a V-Ray que se mantenga en el mismo valor de muestras primarias, pero permitirle tomar mas muestras secundarias por cada muestra primaria. 

Escena muestra - Opcion #1 - Incremento en AA Max Subdivs

Asi que primero tratemos lo que la mayoría de la gente usualmente hace para obtener un render de alta calidad (bajo ruido)-adoptaremos incluso, el tan nombrado 'Universal V-Ray Settings' y dejaemosr a vray tomar tantas muestras primarias (Primary Samples AA) como necesite para eliminar el ruido. 

  • Incrementaremos el Image Sampler (AA) a 1 min Subdivs 6 100 max Subdivs
  • Dejaremos las Luces GI y materiales en 8 Subdivs cada uno. 
  • Reduciremos el umbral de ruido a .005 para decirle a V-Ray que queremos un render sin ruido.

Figure04

Render Opcion #1 - Incremento en MaxSubdivs AA
1 minSubdivs & 100maxSubdivs = Muestreador (Image Sampler AA)
8 Subdivs = En cada Luz, GI, y materiales.
0.005 = Umbral de Ruido (Noise Threshold).

Ahora veamos que esta sucediendo con el render de la opción #1 a través de la configuración del render estas diciendo a V-Ray:

"Estoy permitiendo que uses máximo 10000 (100 subdivs) muestras primarias(AA) por Pixel para darte cuenta que sucede en la escena y reducir el ruido tanto como puedas para alcanzar mi umbral de ruido... pero por cada una de esas muestras primarias que tomas, solamente tienes permitido tomar 1 muestra Secundaria adicionalmente, para darte idea de que sucede con las luces, GI y materiales "

Nuevamente recuerda que incluso a través de las luces, GI y materiales tienen un parámetro que les permitiría tomar 64 muestras(8Subdivs) -V-Ray internamente divide este valor entre las muestras de Antialiasing máximas que tiene permitido (que es el valor del AA MaxSamples). Así que en lugar de 64 muestras, esto es dividido por el AA MaxSubdivs de 100 lo que equivale a 10000 muestras, lo que resulta en el minimo valor que puede tener que es solamente 1 muestra secundaria para luces, GI y materiales.(64 Muestras secundarias/10 000 muestras primarias = 1 muestra secundaria).

 

V-Ray termina el render lo mejor que puede, y te dice (con la imagen de sampleRate mayormente azul ):

"Fui capaz de identificar que sucedía en la escena, ¡alcanzando el nivel de calidad (noise threshold) que deseabas!- De hecho, fui capaz de resolver todo antes de haber usado las 10 000 muestras primarias con 1 muestra secundaria (para luces,GI y materiales) que permitiste por pixel"

Viendo la imagen de la Opcion #1 podemos ver que el ruido se ha disminuido notablemente comparado con el render base. El tiempo de render se ha incrementado 11min 44 seg (9.8 veces mas) comparado con el render base, pero como se esperaba con un tiempo de render incrementado, ¿cierto? En este punto la mayoría de la gente pensaria que esto es lo mejor que puede salir el render y decir que el render esta TERMINADO !

 

Pero que sucede ¿sí trataramos la opcion 2 que discutimos anteriormente? en lugar de incrementar el valor de Max Subdivs en el AA, que pasa si optaramos por solamente incrementar las subdivisiones en las Luces/GI/Materiales? Veámos que sucede....

Escena muestra - opción  #2 - Incremento en subdivisiones de  Luces / GI / Materiales

En esta ocasión trataremos algo ligeramente diferente diremos a V-Ray que tome la misma cantidad de Muestras primarias que originalmente tomamos en el render base, pero permitiremos a V-Ray tomar más muestras secundarias con cada muestra primaria para que se de cuenta mejor como es la escena.

  • Dejaremos el Image Sampler (AA) con los valores del render base original, de 1 en min y 8 en max Subdivs. 
  • Incrementaremos las subdivisiones de las luces, GI y materiales a 80 en cada uno.
  • Dejaremos el umbral de ruido fijo en su valor original de render base que es de .01

Figura5

Nuevamente veamos que es lo que esta pasando con esta opción #2 de render, a través de los settings de render que estas diciendo a V-Ray:

"Tienes permitido usar 64 (8 subdivisiones) muestras primarias (AA) por pixel para identificar que hay en la escena y reducir el ruido tanto como puedas limitado por mi valor especificado umbral de ruido...Y por cada una de las muestras primarias que tomas, tienes permitido tomar hasta 100 muestras adicionales para identificar que sucede con cada una de las luces, la iluminación global y los materiales."

Recuerda que incluso aunque las luces, GI, y materiales estan fijadas a 6400 muestras (80 suvdivisiones) cada una , V-Ray Automáticamente divide estos valores por el valor en la escena de max Samples del AA. Por lo tanto, en lugar de 6400 Muestras, este valor  se ve dividido por las 64 muestras (8Subdivs) del AA, que resulta en solamente 100 muestras secundarias tomadas para cada una de las luces, GI, y materiales (6400 Muestras secundarias/64 Muestras primarias= 100 Muestras Secundarias).

V-Ray termina el render lo mejor que puede y (te dice a través del elemento de render SampleRate): 

"Fui capaz de identificar casi ¡todo lo que sucede en la escena con el nivel de calidad (noise threshold) que querías! - De hecho, la mayor parte de la imagen fui capaz de identificar ¡que sucedía antes de usar las 64 muestras primarias por pixel! Todas estas 100 muestras secundarias por luz, GI, y materiales dieron a cada muestra primaria ¡mucha información en esta ocasión!"

Veamos la opción #2 del render y veámos que el ruido ha sido definitivamente mejorado comparado al render base. El tiempo de render se ha incrementado a 4 min 38 seg (4.5 veces mas) comparado con el render base, pero esto es algo esperado por una calidad mayor en el render. 

Pero aquí es cuando las cosas comienzan a ser interesantes...

Cuando comparamos el render de la Opción #2 contra el render de la Opción #1, podemos ver que la Opción#2 nos ha dado un render ¡más limpio!

Y ¡miren esto! La opción #2 termino 2.2 veces más rápido que la Opción #1- 5m58s para la opción #2 contra 13m 4s para la opción#1!

 

Figure6

 Opcion #1 Render en la izquierda, y Opción #2 Render en la derecha.

En el pie del render hay un zoom del 400% para mostrar los niveles de ruido.

 

¿Porqué sucede esto? ¿Porqué incrementar los valores del muestreador DMC (Luces/GI/subdivisiones en Materiales) en lugar de incrementar el muestreador de la imagen(AA), resulta en un render mas rápido y limpio para esta escena? Nosotros incluso fijamos la opción#1 para que tuviera un umbral de ruido menor, sin embargo resultó con ¡más ruido que la opcion #2! Bien la respuesta recae en lo que notamos originalmente sobre el render base...

Cómo Funciona La Optimización

En nuestro render base vimos que mientras los perfiles de los objetos se vieran limpios y definidos, el ruido parecía residir primordialmente en las reflexiones y en las sombras. Bueno, si recuerdas lo que aprendimos con anterioridad: Las muestras primarias(AA) se especializan en identificar la geometría, texturas, profundidad de campo y desenfoque de movimiento en una escena. Mientras que las muestras secundarias se especializan en identificar la iluminación, GI, sombras, materiales,etc. 

Por lo que en el caso de fijar el ruido del render Base, la elección entre la Opción #1 y la Opción #2 ¡no es algo que tengamos que discutir! ¿Porqué usar un desarmador para hacer el trabajo de un martillo? El muestreador de la imagen (AA) ha hecho lo suyo, para lo que fue diseñado: dar detalle geométrico (bordes de los objetos) limpio y definido. Por lo que en lugar de disparar muchas muestras primarias adicionales(AA) a la escena para limpiar el ruido, es mejor tener esas muestras adicionales en el muestreador DMC (Luces/GI/Subdivisiones de Materiales) para que pueda hacer de forma correcta su labor, para lo que fue diseñado (limpiar el ruido en la luz, sombras, GI, reflexiones, y refracciones.) ¡Ahí esta nuestra respuesta! 

Y como podemos comenzar a entender porqué la configuración universal de V-Ray   de 1 min y 100 max AA no va a ser el método mas eficiente para renderear una escena- de hecho nunca se esperó que fuera el método mas eficiente, la configuración universal de Vray fue diseñada para hacer V-Ray accesible y fácil de usar para usuarios que no les interesa la optimización del render o aprender sobre como trabaja internamente V-Ray. Simplemente es un método para poner a V- Ray en piloto automatico.  Permite a un usuario controlar la calidad del render configurando un solo parámetro-en umbral de ruido. Si hay mucho ruido en el render, solamente disminuyendo este umbral de ruido y Vray se mantendrá disparándo muestras primarias (AA) a la escena hasta que eventualmente alcance el umbral de ruido- garantizando un render que se ve bien con el mínimo entendimiento de como trabaja V-Ray. Pero ese render generalmente no será tan límpio ni tan rápido como si te hubieras tomado el tiempo de entender como funcióna V-Ray  y balancear el muestreador de la imagen y el muestreador DMC  de acuerdo a lo que la escena demande. 

 

Y simplemente para sustentar este punto - La Opción #2 del render puede ser optimizada ¡ aún más! usando algunos trucos adicionales que se encuentran listados en los procedimientos al final de este tutorial. Con esto último, podemos reducir su tiempo de render de 5m58s a 4 m53s con sólamente un cambio en las cantidades de ruido. Para un tiempo de render final  2.7 veces ¡más rápido que el render de la Opción #1!

Fig07

Opción #1 Render a la izquierda, Opcion #2 Render  más optimizado más a la derecha. El incremento en la velocidad de render final fue 2.7 veces ¡más rápido!

Aquí esta otro ejemplo de Optimización. En esta ocasión con una escena mas orientada a producción...

El render optimizado (derecha) renderea casi 35% más rápido que el método universal (izquierda) mientras que se reduce el ruido y se mejora la calidad de render. Incluso nota como las reflexiones se han hecho más precisas -notable en el piso hacia el final del pasillo. 

Fig08

ConfiguraciónUniversal V-Ray' a la izquierda, y el render optimizado a la derecha.
Render scene courtesy of Peter Guthrie

IDENTIFICANDO FUENTES DE RUIDO

La clave para optimizar adecuadamente un render es identificar correctamente los aspectos de la escena que causan el ruido, y asignar al muestreador adecuado con muestras suficientes para atacar al ruido y su fuente. Algunas escenas requieren mas muestras para el muestreador de la imagen (AA), mientras que otras (como las que se muestran en el ejemplo anterior) requerirán mas muestras del muestreador DMC. Como guía general:

Circunstancias donde el muestreador de la imagen (AA) requerirá grandes cantidades de muestras primarias para eliminar el ruido:

  • Detalle geométrico fino como cabello, pasto, arboles, etc.
  • Texturas con mucho detalle como olas, mapas de bump pequeños, etc.
  • Escenas con profundidad de campo ó alto desenfoque de movimiento. 

 Circunstancias donde el DMC Sampler requerirá grandes cantidades de muestras secundarias para eliminar ruido:

  • Fuentes de luz grandes que generan sombras suaves.
  • Materiales con fuertes Reflecciones  o Refracciones Glossy (con un valor de Glossines Bajo). 
  • Escenas con Iluminación Global Prominente-Particularmente escenas interiores. 

 

El ruido causado por el Image Sampler (AA) es por suerte muy fácil de notar a la vista. Se manifiesta en bordes de objetos escalonados o no claros, detalle en textura indefinido o efectos como patrones Moiré, y profundidad de campo o desenfoque de movimiento con grano. 

 El ruido causado por el muestreador DMC puede ser un poco más engañoso para identificar exactamente qué lo esta causando. Afortunadamente tenemos algunas herramientas útiles a nuestro servicio para ayudarnos a identificarlo - Los elementos de render Vray: Iluminación, Iluminación Global, Specular, Reflección, y Refracción. Observándolos podemos fácilmente aislar y ver los niveles de ruido causado por cada uno de los aspectos de tu escena de forma individual. 

 

Fig09

Observando al elemento de render Reflexión, podemos ver que la cantidad de ruido causada por cada uno de los valores de reflexión de los materiales. 

 

Procedimiento de Optimización

Ahora que tenemos un entendimiento sólido de lo que puede ganarse utilizando los muestreadores de V-Ray, y como identificar las fuentes del ruido en nuestra escena, podemos seguir paso a paso este procedimiento para ayudarnos a optimizar cualquier escena con la que te encuentres trabajando. 

La idea general detrás de este procedimiento es iniciar fijando el muestreador de la imagen(AA) Max Subdivs lo suficientemente alto para definir claramente la geometría, texturas, profundidad de campo y el detalle en blur de movimiento de tu escena, y entonces ajustar cada uno de los aspectos del muestreador DMC (Luces/Especularidad/Sombras, GI, Reflexión en Materiales/Refracción) uno a la vez para eliminar el ruido. Iniciaremos con los settings default de Vray, y llevaremos nuestro render a un estado inicial básico para iniciar el proceso de optimización:

  • 01.En la Render Settings en la pestaña de V-Ray,  en el menu desplegable de Vray Global Settings-desactiva 'Lights'  para desactivar las luces y enciende 'Default Lights'
  • 02.Deshabilita las opciones de  'Reflection/Refraction' y 'Glossy Effects'.
  • 03.En la pestaña de (Ilumuinación Global) desactiva Iluminación Global 
  • 04.En la pestaña de Render Elements- Agrega: Sample Rate, Lighting, Global Illumination, Specular, Reflection, Refraction.

       Opcional:Reduce el tamaño de tu render para obtener retroalimentación mas rápido durante el proceso de optimización.

        En este punto, tu render debe ser algo muy plano e iluminado con luz difusa solamente. [Ejemplo]

 

Ajustando el Muestreador de la Imagen(AA):

  • 05.Gradualmente incrementa el parámetro  Max Subdivs del muestreador  de la imagen (AA) hasta el punto en que los bordes de la geometría, detalle en las texturas, profundidad de campo y blur en la escena aparezca limpio y bien definido. Checa el valor del elemento de render SampleRate y busca las zonas rojas reduciendolas conforme sea necesario, incrementando el valor de max Subdivs en el muestreador de la imagen(AA) hasta que esta zona roja sólamente se encuentre en los bordes de los objetos y detalles en las texturas. Una vez que estos detalles se ven limpios, deja el valor del Image Sampler (AA) fijo. 

Encendiendo la Iluminación/Sombras/Especularidad de la escena:

  • 06.En el menú desplegable de Vray Global Settings-Seleccióna 'Lights' para volver a activar las luces, y seleccióna del menu 'Default Lights' OFF para apagar las luces default. En este punto tu render debe tener una iluminación normal y sombras, pero aun se mantienen como materiales diffusos sin reflexiónes ni refracciónes. [Ejemplo] Nota que el ruido, junto con mas pixeles rojos en el elemento SampleRate, han sido reintroducidos en el render al haber habilitado la iluminación.
  • 07.Incrementa el valor de Subdivs en tus luces hasta que el ruido en las sombras y la iluminación se haya vuelto aceptablemente suave y limpia. Es fácil ver el efecto al incrementar el valor de Subdivs, si observas el elemento de render Lighting. Mientras incrementas los valores de Subdiv, los pixeles rojos en tu elemento SampleRate deben regresar solamente a los bordes de los objetos y a las texturas, mientras que la mayoría de las áreas se vuelven gradualmente azules o verdes-indicando que han sido necesarias menos muestras en la imagen(AA).

Una nota sobre Especularidad: La calidad de las luces especulares en tu escena también son controladas por el valor de Subdivs en las luces. Como regla general, una vez que la sombra de una luz esta libre de ruido, el brillo especular para esa luz también debe de estar libre de ruido, Aunque de momento no seremos capaces de decir si esto ha sucedido, debido a que tenemos globalmente deshabilitadas Reflections/Refractions (de las cuales son parte los brillos especulares) en esta fase del proceso de optimización. Mas tarde cuando finalizemos el proceso de optimización si notas algun ruido especular en el elemento de render Specular, incrementar el valor de Subdivs en las luces es la forma de solucionarlo. 

Encendiendo la Iluminación Global de la escena(GI):
 
  • 08.En la pestaña de GI de V-Ray  reactiva Iluminación Global. Te recomiendo usar Brute Force como motor primario, y light cache como motor secundario a menos que se trate de casos especiales (como animaciones vuelo de cámara) donde usando un método de GI precalculado como el Irradiance Map es mas apropiado. En este punto tu render debe tener una iluminación normal, sombras y ahora GI, pero se mantienen los materiales difusos. [Ejemplo] Nuevamente nota el ruido (junto con mayores pixeles rojos en el elemento SampleRate) que se ha incrementado en el render por haber activado la GI de tu escena.
         
  • 09.Incrementa el valor de Subdivs de tu BruteForce GI hasta que el ruido en la Iluminación Global se haya vuelto aceptablemente suave y limpio -en esta ocasión usando el elemento Global Illumination de render en passes para checar los niveles de ruido. Nuevamente, mientras incrementas el valor de Subdivs, los pixeles rojos en tu elemento de SampleRate deben regresar a ser solamente los bordes y las texturas, mientras que la mayoría de las áreas gradualmente se convierten en azul o verde- indicando que menos muestras en la imagen(AA) fueron necesarias.

 

Una nota sobre el cabello: si estas usando el VrayHairMtl en tu escena, la calidad de las reflexiones y refracciones del cabello son controladas por las subdivisiones de la iluminación global. Puedes verificar esto notando como las reflexiones del cabello no aparecen para nada en los elementos de render  reflection o refraction, hasta que la Iluminación Global es encendida. Esto es debido a que las reflexiones del  material VrayHairMtl son completamente dependientes de la Iluminación global, y esta es la razón por la cual el VrayHairMtl no tiene valores propios de Subdivs para reflexión y refracción. Por lo que ahora es momento de mejorar la calidad de las refracciones y reflexiones de tu cabello.

 Encendiendo las Reflecciones y Refracciones de la escena:

  • 10.  El el menu desplegable de V-Ray Global Settings. Activa 'Reflection/Refraction' y 'GLossy Effects' para volver a activarlos. En este punto tu escena debe de renderearse normal, con GI, y reflexiónes y refracciónes en materiales [Exemplo]. Pero nuevamente nta como el ruido (junto con mas pixeles rojos en el elemento de render SampleRate) ha sido re-inroducido al render debido a la activación del Reflection & Refraction. 
  • 11.  Incrementa los valores de Subdivs en las reflexiónes de tus materials hasta que el ruido se haya suavisado y limpiado aceptablemente. Es mas fácil ver el efecto de incrementar las subdivisiones checando el elemento de Reflection. Nuevamente mientras incrementas el valor de Subdivs, los pixeles rojos en tu elemento de render Sample Rate debe ceder solamente a los bordes de los objetos y las texturas mientras que otros pixeles gradualmente se vuelven mas azules o verdes- Indicando que menores muestras fueron necesarias en el muestreador de la imagen(AA).
  • 12.  Repite el paso anterior, en  esta ocasión con las Refracciones de tus materiales.

Tu render debe ahora estar optimizado para un tiempo ideal de render acorde al nivel de calidad (noise theshold) que has fijado.

Si deseas  obtener menos ruido, disminuye el valor de Color Threshold del muestreador de la imagen, e incrementa el valor de subdivisiones en Luces/GI/Materiales conforme sea necesario.

Fig10Un Gift animado que ilustra  como tomar mas muestras con el muestreador DMC reduce el estress en el muestreador de imagen. El valor de Min & Max subdivitions del muestreador de la imagen permanecen iguales, mientras que el valor de subdivs de Luces/GI/Materiales se incrementa-resultando en que menos muestras primarias (AA) necesarias para mejorar la calidad.
 
 Tips Adicionales
  • En el ejemplo de este tutorial, mantendre las luces/GI/Materiales en los mismos valores de Subdivs para mantener simple este ejemplo y para hacer los conceptos fáciles de entender. Pero es importante recordar que una escena debidamente optimizada tendrá valores de subdivisiones variables específicamente hechos a la medida de las necesidades de cada uno de estos aspectos secundarios de la escena. Por ejemplo: Un material que solamente es 5% reflectivo probablemente no necesitará muchas muestras en reflexión para eliminar el ruido, dado que su valor final RGB dependerá en 95% del color difuso  o la componente de refracción. Pero si el material fuera 95% reflectivo, necesitará mas muestras de reflexión para prevenir que el ruido sea visible en el render final, dado que la reflexión ahora sería el factor principal que contribuiría al valor RGB final del material. Lo mismo sucede para el valor de glossiness del material-mientras mas glossy ( valor mas bajo en glossiness) tenga la reflexión o refracción de  de un material, mas muestras necesitarán para eliminar el ruido. Lo mismo para las luces-mientras mas grande la luz, mas suave será la sombra, y mas muestras necesitará para eliminar el ruido. 
  • Manten el valor de adaptablidad del muestreador DMC (Adaptive Amount en la configuración de DMC Sampler) debajo de 1.0 Existen muchos casos donde poner este valor en 1 o un valor cercano puede dar resultados no predecibles. El valor default de .85 es un muy buen valor como para no modificarlo.
  • Experimenta con desligar el umbral del muestreador de la imagen, del umbral de ruido del muestreador DMC, desmarcando la casilla que dice 'Use DMC Sampler Threshold' debajo del menu desplegable Vray Image Sampler. Despues  incrementa el umbral de color en incrementos pequeños para  evitar que el image sampler confunda el ruido causado por Luces/GI/Materiales con el ruido de detalle geométrico o texturas. Incrementar este valor puede potencialmente reintroducir ruido en tu imagen por lo que puedes incrementar tus valores secundarios de Subdivs para compensarlo, o solamente aceptar el ruido que agrega a cambio de tiempos de render mas rápidos. Toma un poco de experimentación ver si vale la pena en cada escena en particular.
  • Si no tienes muchos patrones pequeños con detalle repetitivo en tu escena, experimenta deshabilitando el filtro de la imagen del muestreador de la imagen. El muestreador de la imagen de V-Ray ya realiza un buen trabajo resolviendo y suavisando el detalle-por lo que filtros adicionales algunas veces no son necesarios. 
  • Experimenta con deshabilitar el Filter Maps en los settings globales de V-Ray, o disminuir individualmente los valores de  Filter/Blur de mapas usados en los materiales de tu escena como 0.1 o 0.2; especialmente considera deshabilitar el filtro en mapas de opacidad para materiales como hojas de los árboles. Desactivar o reducir los valores de filter/Blur de los mapas traerá un incremento en la velocidad del render, mientras que hará que tus mapas se definan mejor, aunque también puede traer el efecto de incrementar el uso de memoria RAM, y posiblemente el parpadeo de mapas en animación.
  • Si usas Light Cache para tu segundo sistema de iluminación global en Secondary Bounces - habilita la opción 'Use for Glossy Rays' y 'Retrace Threshold' para ayudar a acelerar el cálculo de materiales con valor de glossiness bajo. 
  • Si usas V-Ray 3.0- trata de habilitar el Embree raycaster activando el cuadro 'Use Embree' en el menú desplegable V-Rray System. En muchas escenas el Embree raycaster puede traer una gran reducción en el tiempo, sin implicar una diferencia en calidad. 
  • Reduce el tamaño del Bucket a algo como 32x32 o 24x24 para evitar buckets muy grandes que se detengan en una zona especialmente difícil del render, mientras otros terminan la imagen-ocasionando que tu CPU solo use una fracción de su capacidad de procesamiento para terminar la última parte del render. V-Ray 3.0 reduce dinamicamente el tamaño del bucket mientras se acerca al final del render para ayudarte a evitar esto. 

 

CONCLUSION & ACKNOWLEDGEMENTS

Como nota final-es importante tener en mente que cada escena es diferente, por lo tanto tiene diferentes necesidades de los 2 muestreadores de Vray. Parámetros que optimizan una escena pueden potencialmente llevar a otra a estancarse- por lo que recuerda: Tus parámetros y su habilidad para optimizar un render pueden variar en gran medída de una escena a otra. Con un poco de prueba & error, practica, y paciencia, puedes obtener la experiencia para intuitivamente saber que configuración de parámetros necesita tu escena. 

Esperamos que esto ayude al entendimiento del frecuente tema de optimización de render que causa tanta confusión. Si tienes algun problema o tienes dificultades entendiendo algo o deseas conocer algun tip para mejorar este tutorial, por favor sientete libre de contactarme.

Un agradecimiento especial a: 

Toni Bratinevic y John O'Connell por la información que generosamente compartieron con la comunidad en el tema. 

John Rouse y Nicolas Nandi por su ayuda probando los procedimientos de este artículo. 

Peter Guthrie por prestar su escena de galería usada en estos ejemplos.

¡Te deseo la mejor de las suertes en tus futuros proyectos!
 
 
Traducción al español por Daniel Ruiz
 
 
 

 

Pedro miembro desde 27/08/2015
27/08/2015 07:21:23

Felicidades por este post, gran aporte, muy claro.



tonirilix miembro desde 21/07/2014
12/11/2014 08:08:12

Que post tán interesante. Gracias por compartir



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