Mehrfach Diffus
Beim Mehrfach-SSS werden die Lichtstrahlen mehrfach zufällig gestreut (anders als in der Abbildung links können Sie durchaus auch wieder auf der gegenüberliegenden Seite oder an völlig anderen Positionen austreten).
So wirken sich die beiden unterschiedlichen SSS-Methoden aus.
Es gibt in CINEMA 4D zwei Methoden zur Berechnung des SSS:
- Mehrfach-SSS (dessen Einstellungen finden Sie hier im Tab "Mehrfach"), ein hier ins Objekt einfallender Lichtstrahl wird mehrfach zufällig gestreut, bis er irgendwo wieder an die Oberfläche tritt, sofern er nicht vorher absorbiert wurde. Die Richtung des einfallenden Lichts ist hier unerheblich.
- Einfach-SSS (dessen Einstellungen finden Sie im Tab "Einfach"), ein hier ins Objekt einfallender Lichtstrahl wird einmal gestreut und setzt seinen Weg dann geradlinig fort). Die Richtung des einfallenden Lichts hat hier erheblichen Einfluss auf das Renderergebnis. Einfach-SSS benötigt deswegen echte Lichtquellen (GI-Lichter funktionieren nicht).
Beide Methoden sind unabhängig voneinander und können auch kombiniert werden:
Cache funktioniert bei großen, Direkt bei kleinen Pfadlängen am besten.
Kurzgefasst funktioniert Cache zweiteilig: Zunächst wird eine Anzahl Positionen auf der Objektoberfläche ermittelt, die möglichst gleichmäßig verteilt sind (die Dichte regelt der Parameter Sampledichte). Diese werden dann zwischengespeichert (was sich bei Animationen positiv auf die Rechengeschwindigkeit auswirkt). In einem zweiten Schritt wird dann die Lichtverteilung an jedem Punkt berechnet und über der Fläche zusammengefasst.
Dieser Modus funktioniert besonders gut und schnell für großen Pfadlänge, da hier nur wenige Positionen auf der Objektoberfläche ermittelt werden müssen. Dafür ist der Speicherbedarf höher, da die oben erwähnte Zwischenspeicherung vorgenommen werden muss.
Bei kleinen und kleinsten Pfadlängen sollten Sie den im folgenden beschriebenen Modus Direkt ausprobieren.
Cache funktioniert übrigens im Gegensatz zu Direkt auch mit GI.
Darüber hinaus gibt es eine 1 Millionen-Punktgrenze für ein SSS-Objekt. Übersteigt die Punktanzahl diese Grenze, kann es besonders bei kleinen Pfadlängen zu Artefakten kommen. In diesem Fall sollten Sie Pfadlänge und/oder Glätten erhöhen.
Wenn sich die Punkt-/Polygonanzahl eines Objekts während einer Animation ändert, kann SSS vom Physikalischen Renderer nicht korrekt berechnet werden.
Im Cache-Modus werden Details verschluckt, während im Direkt-Modus bei längerer Renderzeit ein besseres Ergebnis zu erwarten ist.
Dieser Modus funktioniert ohne Zwischenspeicherung und entspricht mehr einer "Brute Force"-Methode (so ähnlich wie sich bei GI der QMC- zum IC-Modus verhält). Hier wird also wenig getrickst, sondern für jedes Pixel die Beleuchtung berechnet. Das funktioniert besonders bei sehr kleinen Pfadlängen (z.B. Haut) erstaunlich schnell (viel schneller als bei Cache), ist bei großen Pfadlängen allerdings dann ziemlich langsam und mit viel Noise versehen.
Ansonsten hat Direkt folgende Vorteile gegenüber Cache:
- Die oben erwähnten Limitationen gelten hier nicht.
- Im Zusammenhang mit der Samplemethode Fortschreitend ist dieser Modus praktisch, da er ohne Zwischenspeicher-Vorberechnung direkt loslegen kann (schneller Vorschaumodus).
- Die Berechnung ist akkurater. Bei sehr feiner Geometrie kann der Modus Cache Details verschlucken, die Direkt jedoch darstellen kann.
- Der Arbeitsspeicherbedarf ist geringer.
Mittels dieser Option kann das Mehrfach-SSS deaktiviert werden (um z.B. nur das Einfach-SSS zu verwenden).
Die aktivierte Option sorgt für eine schnellere Berechnung. Wir wollen Sie hier nicht mit technischen und für den Normalsterblichen unverständlichen Details langweilen. Der praktische Effekt ist dieser: bei normaler Sampledichte ist die Qualität kaum von deaktivierter Option Schnelle Berechnung zu unterscheiden. Bei Sampledichten weit unter 100% (wo der SSS-Effekt dann aber stark in seiner Qualität nachlässt) kann die aktivierte Option Schnelle Berechnung mitunter aber sogar zu besseren Ergebnissen führen.
Ansonsten kann es durchaus zu Artefakten (auch beim Angrenzen verschiedener SSS-Materialien auf einem Objekt) kommen. In diesem Fall deaktivieren Sie die Option.
Von links nach rechts zunehmende Sampledichte (hier 10%, 50% und 100%), zwischen 50% und 100% lassen sich schon kaum noch Unterschiede ausmachen.
Beim Berechnen von SSS werden eine Anzahl Samples gleichmäßig auf der Objektoberfläche ermittelt und dann deren Helligkeit berechnet. In einem zweiten Schritt werden diese Samples flächig mit ihren Nachbarn verrechnet.
Je mehr Samples es gibt, desto präziser ist das Ergebnis, speziell in filigranen Bereichen. Allerdings steigt mit mehr Samples logischerweise auch die Renderzeit und ohne gleichzeitige Erhöhung des Parameters Glätten kann es bei Werten über 100% zu fleckigen Ergebnissen kommen.
Die vorgegebenen 100% sind in den meisten Fällen schon völlig ausreichend.
Von links nach rechts ansteigende Werte für Glätten.
Den Parameter Glätten versteht man am besten, wenn Sie Sampledichte mal auf einen Minimalwert setzen. Dann ergeben sich nämlich obige Abbildungen. Im Normalfall bei ausreichender Sampledichte brauchen Sie sich um die Glättung gar nicht zu kümmern, da die Samples ineinander übergehen.
Gelegentlich kann es aber trotzdem vorkommen, dass es fleckige Bereiche gibt. In solch einem Fall können Sie Glätten dann vorsichtig (da dabei Details verloren gehen) erhöhen.
Von links nach rechts ansteigende Schwellwerte (mit gleichzeitig sinkender Renderzeit); es kommt zunehmend zu Artefakten.
Wenn unter Pfadlänge verschiedene Pfadlängen für die drei Primärfarben eingestellt wurden (und NUR dann), wird mit längerer Renderzeit präziser gerechnet.
Minimum Schwellwert[0.00..1.00]
An scharfen Kanten bzw. Objektoberflächen, die sich innerhalb kurzer Distanzen stark ändern, also sehr zerklüftet sind, kann es zu Renderartefakten kommen. In diesen Bereichen wird zu hell berechnet. Sie sollten diesen Wert in solchen Fällen erhöhen (der Wert wirkt visuell ähnlich wie Pfadlänge, nur wird dieser intern durch Minimum Schwellwert mit kleineren Werten immer weiter abgeschnitten). Die übermäßige Helligkeit wird dann reduziert.
Sampling-Unterteilung[0.00..16.00]
Für den Physikalischen Renderer wird diese Einstellung normalerweise global für das Projekt in den Rendervoreinstellungen unter Subsurface Scattering Unterteilung (Max) vorgenommen.
Wenn Sie diesen Parameter Material- bzw. Objektspezifisch setzen wollen, so aktivieren sie die Option Individuelles Sampling und regeln dann mit Sampling Unterteilung mit wie viel Noise das Mehrfach-SSS gerendert wird. Höhere Werte führen zu besserer Qualität (aber auch längerer Renderzeit) und umgekehrt
Für den Standard-Renderer (der keine solche globale Einstellung hat), kann das Sampling nur hier im Material definiert werden.
Details zum Parameter finden Sie unter Subsurface Scattering Unterteilung (Max).