La mia intenzione nello scrivere questo testo è quella di raccogliere le informazioni immagazzinate nel corso di molti mesi di ricerche sui diversi metodi di computazione della GI (Global illumination) con l'eccellente motore di resa Vray.
Per il momento questa guida assume un'utilità solo per gli users di 3ds max, ma tra breve potrebbe tornare utile anche agli users di Maya.
I contenuti di questo testo sono piuttosto complessi e causa la vastità dell'argomento non posso spiegare in dettaglio ogni settaggio e parola, quindi questa guida è indicata per gli utenti avanzati di Vray, mentre per coloro che hanno appena iniziato ad utilizzarlo consiglio di leggere e sperimentare i molti tutorials tradotti in italiano presenti su Treddì per acquisire le conoscenze necessarie.

In questi anni di attività del forum di Vray, abbiamo visto una moltitudine di immagini in CG create dai più svariati users connessi da tutto il mondo e, alcuni di questi, con dei lavori sopra la media, si sono distinti e hanno provocato infinite discussioni da parte di altri utenti nelle quali il punto principale era "come si può riuscire ad arrivare ad un livello di realismo così?"
In questo modo si sono potuti studiare i loro metodi di approccio alla GI con Vray e tramite la raccolta dei dati sottostanti potremo studiarne le somiglianze, le differenze e il risultato finale.

Operazioni comuni di configurazione di 3ds max e Vray:

Tutti i metodi che spiegherò dettagliatamente in seguito hanno uno o più settaggi in comune, vediamo quali sono:
1) Lavorare con unità di misura impostate in mm. Questo perché con i millimetri si ottiene il maggior controllo possibile sui settaggi della global photon map e delle cosiddette "thresholds" o soglie, che determinano la qualità e pulizia della GI soprattutto negli angoli dei nostri locali dove, una errata configurazione di questi valori evidenzierebbe i cosiddetti artefatti.

Impostazione delle unità di misura, Customize/Unit setup

Unit setup

2) Chiudere ogni "buco" tra muri, soffitto e pavimento in modo da avere una mesh uniforme senza passaggi di luce che rovinerebbero la soluzione della GI. Chiaramente come "buchi" non si intendono le finestre :)
3) Aumentare le subdivisions delle vraylight per ottenere una distribuzione dell'illuminazione più uniforme. Di default questo valore è impostato a 8. In molte scene che ho potuto analizzare questo valore era compreso tra 10 e 20, addirittura in un caso a 80, ma questo era stato utilizzato per un semplice test e non su una scena complessa.

Vraylight subd

4)Per la global photon map un valore essenziale è il diffuse delle luci (diffuse subdivision), che si può trovare sotto il menu Vray System/Lights settings e che determina la quantità di fotoni che ogni sorgente luminosa distribuirà nella scena per calcolarne l'illuminazione globale. Questo valore è solitamente impostato  tra 1000 e 1500, con punte di 2500 se in una scena c'è un'unica Vraylight ad illuminare il locale.
Chiaramente più alto è questo valore e migliore sarà la distribuzione, la qualità e l'uniformità della luce nella scena, sacrificando però molta più memoria RAM e impiegando molto di più per calcolare la global photon map.

Vraylight diffuse



Il metodo di Gonçalo:

Questo architetto spagnolo è stato uno dei primi users ad utilizzare un metodo di computazione della GI con Vray più complesso di quello standard, avvalendosi della potenza e resa della mappa dei fotoni (photon map), messa a disposizione da Vray.
Dall'immagine si può notare la qualità e pulizia della sua soluzione, ora vediamo in dettaglio come si deve settare la scena per arrivare a questo risultato.

Goncalo test photons

Gonçalo posiziona ad ogni apertura una Vraylight con multiplier pari ad 1 e regola l'intensità generale della scena tramite il dark multiplier nel menu g-buffer/color mapping di Vray. Se diamo uno sguardo alle proprietà delle Vraylights vedremo quindi che queste sono impostate come segue:

Vraylight Goncalo

Ecco infine le sue guidelines di Goncalo su come agire per la determinazione dell'illuminazione corretta nel nostro interno:

1) Meglio cominciare con impostata l'opzione di global photon map su first and second diffuse bounces
2) Accertatevi che l'opzione reflections/refractions nel menu global switches di Vray sia spento

Global switches Goncalo

3) Nascondete tutti i piccoli oggetti nella scena in modo da poter ottenere la migliore soluzione di luce per ciascuna sorgente luminosa.
4) Trovate per ciascuna luce  il valore di suddivisioni che vi permetta di avere una buona distribuzione della luce (vedi operazioni comuni di configurazione di 3ds max e Vray)
5) Con tutte le luci impostate su "on" calcolate la global photon map con l'opzione "convert to irradiance map" attivata
6) Con la global photon map salvata su file, cambiate il first diffuse bounces impostandolo su irradiance map, riattivate l'opzione reflections/refractions nel menu global switches e scoprite di nuovo tutti gli oggetti che avevate precedentemente nascosto.
7) Calcolate l'irradiance map.



Il metodo di SALuto:

Ebank 1 1

Ed eccoci arrivati a vedere in dettaglio il procedimento che viene utilizzato da questo user russo che in questo periodo sta stregando moltissime persone con i suoi strabilianti rendering d'interni.
Di questa persona non si sa poi molto, lavora nell'ambito della computer grafica per rappresentazioni di interni architettonici da qualche parte dell'immensa Russia e firma i suoi capolavori con il nick SALuto.
Un ultima cosa prima di passare ai settaggi, il  sistema che utilizza è un Dual Xeon 3,06 Ghz con 2 Gb di RAM, quindi i suoi tempi di render sono decisamente inferiori a quelli che si possono ottenere con una macchina "normale".

1) Riguardo la modellazione del locale SALuto crea un'unica mesh per il pavimento, muri e soffitto, senza staccare questi tre oggetti. Applica loro un materiale Multisub Object.
2) Posiziona ad ogni apertura una Vraylight con multiplier variabile, solitamente  impostato da 5 a 10. Al contrario di Goncalo quindi, non attiva l'opzione skylight portal. Il colore della Vraylight è sempre impostato su un bluastro simile a quello dello slot environment di Vray. Subdivisions che vanno solitamente da 10 a 15

Vraylight SALuto

3) Nello slot environment di Vray attiva il GI environment con colore 155,179,255, multiplier pari ad 1. Attiva anche lo slot reflections/refractions etc environment con colore bianco 255,255,255 e multiplier da 2 a 3

Vray Environment SALuto

4) Nel menu G-Buffer/color mapping imposta il color mapping su exponential, con multiplier variabile a seconda delle dimensioni della scena e della quantità di luce che vuole ottenere, solitamente da 2 a 4.

Vray Color mapping SALuto

5) Come luce solare utilizza una Direct, con multiplier solitamente impostato a 4 -5, con colore tendente sull'arancio o sul pesca. Alcune volte imposta nelle opzioni delle ombre di vray l'opzione area shadows mentre altre volte no. Questa ultima opzione è soggettiva perché dipende da che genere di ombre volete ottenere.

Direct SALuto

6) Per quanto riguarda il valore diffuse delle luci nel menu  System/light settings di Vray, questo valore è solitamente impostato da 2000 a 3000 per la Direct, mentre per le Vraylights da 1000 a 2500. Questo ultimo parametro, come già scritto più sopra, dipende molto dal tipo di sistema che si utilizza per il calcolo della global photon map e dal numero di luci presenti nella scena. Un valore eccessivamente alto potrebbe saturare anche notevoli quantità di RAM non producendo alcun risultato.
Qui troviamo quindi un'altra differenza rispetto al metodo di Goncalo. Guardano i settings della global photon map vediamo che SALuto fa convertire la global photon map in irradiance map tramite l'opzione "convert to irradiance map". In particolare è a questo punto che si possono riscontare problemi di lentezza e swapping del pc se si ha esagerato con il valore diffuse delle luci e la RAM risulta essere insufficiente.
Un' altra differenza dal metodo di Goncalo è rappresentata dal fatto che SALuto fa calcolare la global photon map con tutti gli oggetti della scena "scoperti", anche quelli più piccoli e quindi meno influenti sulla mappa dei fotoni.
Anche da questo ne consegue un incremento notevole dei tempi di calcolo e soprattutto di conversione della global photon map in irradiance map.

Vraylight diffuse1

7) Tramite questo screenshot dei parametri di SALuto utilizzati in una scena di esempio da lui condivisa possiamo osservare anche il settaggio dei valori della irradiance map:

Settings saluto renders

Come potete notare sono stati assegnati dei valori di threshold molto bassi, sia la Clrthresh che la Numthresh sono impostati a 0,25. Dist thres non viene mai toccata e rimane col valore di default, ossia 0,1.
Un ultimo appunto su questi settaggi va fatto sull' impostazione dei moltiplicatori dei rimbalzi primari e secondari (primary and secondary bounces). Entrambi sono impostati a 1. Questo può risultare strano a molti di noi per un motivo, il cosiddetto "passaggio di colore" tra gli oggetti di una scena, conosciuto come color bleeding.
In sintesi, se noi abbiamo oggetti colorati e bianchi nella nostra scena, come possono essere pavimento e muri, si può verificare (si verifica sempre in realtà, ma l'intensità dipende dai settings dei rimbalzi della luce ) un fastidioso fenomeno fisico con il quale i colori predominanti dell'ambiente vengono riflessi su quelli bianchi "sporcandoli" e quindi impoveriscono la qualità della GI rendendo vani molti sforzi di settaggio dei parametri…
Ho personalmente rivolto questa domanda a SALuto che, con poche parole, mi ha spiegato che più oggetti ci sono in un interno e meno questo fenomeno si presenta nel nostro render. Quindi se provate ad esercitarvi creando una scena di interno e calcolando la global photon map come test senza inserire alcun oggetto o mobilio, vedrete che, a causa della dominante blu delle Vraylight e dell'Environment di Vray , il vostro render sarà pulito come soluzione di GI, ma molto tendente al blu.
Quando rifarete il medesimo render con presenti tutti gli oggetti, gli arredi ed i materiali vedrete che questo "velo bluastro" sarà quasi totalmente scomparso.

Concludo quindi la panoramica che mi sono permesso di fare su questo metodo precisando alcune cose. SALuto è molto discreto nel parlare e rivelare i particolari del suo metodo lavorativo, quindi alcune delle cose che ho scritto potrebbero poi essere smentite o ridimensionate da qualcun altro che ha saputo scoprire più di me oppure dallo stesso SALuto, nel rivelare qualche nuovo tip.
Inoltre, non si può attribuire l'incredibile abilità di questo soggetto nei rendering architettonici attribuendola esclusivamente al settaggio dell'illuminazione globale, ma basta osservare le sue immagini per capire che si tratta di una fusione eccellente tra modellazione, texturizzazione e rendering che lo portano ad essere al di sopra degli altri.
Quindi non si può parlare di trucchi, segreti e misteri del metodo di lavoro di SALuto, perché Vray è uguale per tutti gli users, bensì è meglio parlare di abilità nell'utilizzare gli strumenti che questo software ci offre.



Il terzo "incomodo", Alex Konst:

Parlando di metodi eccellenti di calcolo della GI con Vray per gli interni architettonici non si può dimenticare Alex Konst.
Questo user ucraino, ha sperimentato un ulteriore metodo di computazione della GI adattandolo a quelle che sono le sue esigenze lavorative, vediamo in dettaglio ciò che sono riuscito a tradurre da un suo testo reperito in un forum russo.

Alex Konst real 1024

Dal testo tradotto:
"Voglio cominciare dicendo che il sistema che ho inventato è nato necessariamente per i miei progetti commerciali, col fine di ridurre i tempi di render al minimo possibile senza intaccare la qualità. Riguardo ai photons di Vray  posso dire quanto segue: il sistema migliore per la gestione dei fotoni è attualmente quello sviluppato da Goncalo, del forum della Chaoticdimensions.
Questo metodo consiste nel posizionare ad ogni apertura una fonte luminosa con multiplier pari ad 1 ed il livello generale dell'illuminazione viene regolato tramite il DARK MULTIPLIER, nel menu color mapping di Vray. Definisco questo come il miglior metodo perché l'ho testato personalmente.
Il mio metodo per illuminare gli interni con i photons consiste nel posizionare 2 luci per ogni apertura. La prima all'interno, mentre la seconda all'esterno in modo che risplenda dentro il locale. Quest' ultima serve solamente ad illuminare l'apertura della finestra e deve quindi avere un moltiplicatore molto basso, uguale o inferiore ad 1 e deve venire inclusa in "Store with irradiance" del calcolo di Vray."


Leggendo il testo è chiara subito la differenza tra i metodi precedentemente affrontati e questo. Alex Konst utilizza 2 luci per ogni apertura e una di queste ha il solo scopo di filtrare la luce generata dall'environment e dalle opzioni di color mapping di Vray, rendendola più soffice a contatto con l'apertura.
Questa viene esclusa dal calcolo della photon map attivando, nel menu delle proprietà' della Vraylight, l'opzione "store with irradiance". Queste luci quindi non avranno bisogno di alcuna modifica del valore diffuse nel menu System/light settings di Vray, che rimarrà quindi settato sul valore di default 150.

Descritto il passaggio principale, vediamo gli altri parametri.
1) Nel menu  proprietà della Vraylight settare le suddivisioni (subdivisions) a 15 - 20.
2) Il "dark multiplier" è approssimativamente impostato tra 8 e 15 e dipende dalle dimensioni delle finestre e dal loro posizionamento, nonché dalla grandezza del locale da illuminare.
3) Questo è un punto cruciale perché come avrete notato la irradiance map senza secondary bounces viene calcolata piuttosto rapidamente ed in questo modo è possibile settare con dei parametri sufficientemente alti i photons. Solitamente utilizzo questi valori di treshold: -0,22; 0,22; 0,1.
4) Photons. Qui i settagli sono stati studiati in base alla mia possibilità di utilizzo della RAM, limitata a 512 mb. Bounces (rimbalzi) impostati tra 8 e 10; Max density  8; Retrace treshold 0; retrace bounces uguali ai bounces. Il valore subdivision delle luci all'interno del menu system di vray è impostato solitamente a 1300, ma è sufficiente anche a 1000. In questo caso vale le regola che più alto è questo valore più è meglio.

Personalmente non ho ancora potuto applicare cioè che ha detto Alex Konst su un interno in Cg, ma chiaramente, visti gli eccellenti risultati, sarà uno dei prossimi argomenti che vorrei approfondire.

Augurandomi di essere stato chiaro e di aver contribuito alla risoluzione di eventuali dubbi sul tema, vi invito a partecipare a questa discussione segnalandomi eventuali miei errori, in modo che questo testo possa diventare una vera e propria guida per la comprensione dei vari metodi di calcolo delle GI in Vray.

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Questo articolo è stato importato automaticamente dal forum il Jul 31, 2014
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