D5渲染器 2.7 GI 算法改进内容
D5 渲染器 2.7 版本全面改进了全局光照和反射的计算方法,实时预览以及最终输出结果都会更接近 Ground Truth(标准结果)。画面的改进也意味着使用 D5 渲染器 2.7 版本渲染旧版本的存档文件,输出的画面外观会存在一定预期内的差异。本文旨在详细介绍这些渲染改进所影响的画面细节,以便您更好地利用新版的渲染特性,以及更好地调整旧存档文件中的画面变化。
直接光照方面的改进
- 场景的人工光源上限增加,由 1024 上调至 4096
新版本 D5 引入了 Light Grid 灯光网格加速结构,使得场景的灯光承载力和灯光采样效率进一步上升。这是一项单纯的提升,不会对旧存档有任何影响。
- 直接光照产生的闪烁变少(体现在视频渲染中)
受益于灯光网格技术,现在可以在多灯光、光源极度明亮、遮蔽情况复杂的场景中,更稳定地采样重要光源,产生平滑、稳定、连贯的视频渲染结果。这一改进在夜景灯光照射植物的时候体现最为明显。
2.6 版本,植物被很亮的光源照明,产生闪烁
2.7 版本,同场景稳定的夜景植物照明视频
间接光照方面的改进
- GI 次级反弹(secondary bounces)考虑了天光的颜色,室内光照更准确。
- 室内金属更亮更准确
2.7 版本在间接光的多次反弹中加入了天光的影响,因此,相较于旧版本,室内的光照会轻微变亮并且轻微偏冷(天空的颜色)一点,基于同样的原因,金属在室内的反射效果也会更接近真实的结果。
2.6 版本,室内偏暖,金属偏暗
2.7 版本,色温中性,金属变亮
请注意,这个改进不必然意味着 2.7 版本的室内渲染是偏冷的,2.7 版本的 GI 只是变得更准确了。作品的色彩倾向和艺术风格依然完全受场景具体参数的控制。如果您使用 D5 2.7 版本从头开始制作一个项目的话,这些优化可能不易被察觉,只有在使用新旧两个版本对比渲染同一个镜头时,这些差异才会被注意到。
- 间接光的颜色变得更准确
2.7 版本取消了按照纹理图平均色计算 GI 颜色的机制,改为完全按照纹理图局部的颜色计算 GI,并且进一步校准了反弹光的亮度,这带了来了 4 个方面的细节变化:
- 室内场景的明暗对比和光影细节更写实
如图所示,使用相同的场景文件作对比,新版 D5 2.7 在物体的逆光部分表现出更细节的明暗对比:更明确的反弹光照明以及更暗的缝隙遮蔽阴影,这是因为 2.7 版本的 GI 采样精度更高,亮度更准确。相比于旧版间接光整体明亮的效果,新版的 GI 更接近现实生活应有的表现。
- 植物 GI 细节更丰富
与上述原理相同,植物的细节表现也会更进一步,同样的植物,在新版的渲染结果中,层次会更加丰富:
- 彩色纹理的反弹光更真实
旧版本的 D5 是按照纹理图平均色计算 GI 颜色,因此 2.6 带有互补颜色的彩色纹理所反弹出来的光照没有明确的色彩区分:
在 2.7 版本,反弹光颜色会按照纹理图实际的色彩计算,达到如下的写实效果:
*注意,针对此类变化,如果希望得到接近旧版的外观,可以尝试开启材质的“限制溢色”选项。去掉反弹光的饱和度。
- 间接光和反射的细节增加
这个改进引起的变化非常微妙,2.7 由于 GI 算法的改进,在反弹光和反射的细节表现上有进一步提升:
- 实时预览体验提升
在昏暗场景中,移动镜头带来的斑块被新版光照算法消除,您将得到更稳定更沉浸的画面结果
- 视频可以渲染反射软阴影效果了
反射中的多光源软阴影开销非常高,因此在旧版中,只有出图支持这个效果,视频渲染无法支持反射软阴影。但是这个效果其实是非常重要的,非常影响画面的真实感:
2.6 版本视频帧序列,反射中没有软阴影
2.7 版本视频帧序列,支持反射软阴影算法
*注意,出于预览效率和效果的考虑,在实时预览中,依然无法预览到反射中的软阴影,但是在输出渲染图和视频的结果中,会正确计算此效果。
- 光源产生的 GI 更准确
新版本 GI 算法的升级还带来了更为准确的灯光 GI 表现,它主要会影响以下几个方面:
- IES 灯光的形状会真实影响 GI 亮度
2.6 版以及更早的版本,IES 灯光产生的反弹光,不会因为 IES 文件形状的变化而产生显著的区别
2.7 版本,IES 灯光的反弹光效果会随着 IES 文件的改变而准确改变
- 舞台灯、投影灯的 GI 会根据灯光内容实时变化
旧版舞台灯所产生的反弹光,不会因为 Gobo 图案的变化而产生显著的区别
2.7 版本,舞台灯的反弹光会根据 Gobo 图案的改变而准确改变
旧版投影灯,除了必要的画面投影外,还有额外的白光照明
新版投影灯,仅提供画面投影的光照效果
- 区域光的衰减强度参数会正确影响 GI 的亮度
区域光新增的“衰减强度”参数是为了更好地控制灯带在墙面上的照射范围。旧版“衰减强度”参数仅影响直接光照效果,没有正确影响反弹光。新版算法解决了这个问题。
2.6 版,灯光衰减范围变小后,还有少量残余的反弹光照明
2.7 版,完全根据灯光衰减后的实际情况计算反弹光
上述几条改动都是比较重要的,也非常值得注意。根据灯光的实际情况产生正确的光照是必要的改动,但同时也意味着使用 IES 灯光、舞台灯和投影灯照明的旧场景文件在新版本中打开,可能会有较为明显的亮度差异,此时需要根据实际需求适当调整场景的光源布置,修改 IES 光源的亮度,或者更换更合适的 IES 文件。
注意
如果您使用旧版本,有正在进行中的项目,为了场景外观的一致性,则暂时不建议升级 D5 渲染器。使用 D5 2.7 版从头开始制作新的项目,不会遭遇这些困扰,新版会带来更准确的渲染结果。