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Irradiance Cache

Generale

Un nuovo metodo di Irradiance Cache è stato introdotto in Cinema 4D R15 (di seguito indicato come nuova IR). Questo metodo porta i seguenti vantaggi rispetto ad altri metodi (ancora disponibili in Irradiance Cache (Eredità) modalità IG):

Il nuovo metodo di Irradiance Cache offre un Rendering migliore delle ombre di contatto (edi ad es. le aree contrassegnate nell'immagine a sinistra). Modello da Steen Winther.

Suggerimento:
Tutte le immagini in questa pagina sono state renderizzate tramite Irradiance Cache, sia come metodo Primario che come Secondario.

Che cosa è un' "Irradiance Cache"?

Diversi pre-calcoli ('pre-pass') sono eseguiti durante il rendering IR, dove la scena viene analizzata al fine di accertare le più importanti aree di illuminazione indiretta (i "shading point”, cioè i punti visualizzati durante il pre-pass; questi diventano molto evidenti quando si utilizzano valori più bassi di Densità). Vedi sotto per maggiori dettagli:

Valori di luminosità e colore per questi Shading Point

I valori di luminosità e colore per questi Shading Point saranno salvati nella Irradiance Cache e chiamati "Entries”. Questa cache può e deve essere salvata (usando il File Cache nella tab settaggi) così da poter essere riutilizzata ad esempio se il punto di vista, l’animazione della camera ecc., cambiano. Le caches possono essere riutilizzate solo se renderizzate nel Visualizzatore Immagini (cioè non quando si renderizza nella Viewport).

Queste Entries Irradiance Cache vengono interpolate durante il rendering finale per fornire pixel che si trovano tra i Shading Points con luce indiretta.

… saranno interpolati per assicurare una dispersione omogenea della luce.

Uno svantaggio nell’usare il metodo Irradiance Cache deve comunque essere citato: quando si esegue l’interpolazione tra un numero limitato di Shading Point, i dettagli per quanto riguarda luce e ombra possono andare persi (tuttavia, non così drasticamente come nella versione precedente). A questo proposito, il modo QMC è ancora un vantaggio.

Ricordatevi che la modalità QMC offre sempre la miglior qualità di Illuminazione Globale, per quanto riguarda la dispersione della luce e delle ombre (ma purtroppo è la più lenta). Irradiance Cache tenta sempre di produrre un risultato più vicino possibile alla modalità QMC.

La Irradiance Cache tende al flickering (sfarfallio) se utilizzata nelle animazioni. Il nuovo metodo IR riduce lo sfarfallio. In generale, la Irradiance Cache tende di più al flickering se vengono usate Luci poligono molto piccole e luminose. Si consiglia l’utilizzo di fonti di luce grandi e omogenee (ad esempio il cielo, usato per illuminare, dove la luce viene emessa in modo uniforme e da più parti).

Suggerimento:
I seguenti settaggi possono essere trovati anche nei settaggi dell’ Occlusione Ambientale. Il principio base con cui funziona è lo stesso (OA in ogni caso ha una profondità di Densità Record pari a 1).

Suggerimenti Generali: Se si ottengono risultati discontinui, questi in molti casi possono essere evitati usando un valore maggiore di Densità Record. Migliorare i settaggi del Metodo secondario può aiutare. Tuttavia, se è disponibile una qualità di Mappa Luce davvero molto scarsa, nemmeno la Irradiance Cache può fare molto.

Densità Record

La maggior parte dei seguenti settaggi saranno utilizzati solo per rifinire. Nella maggior parte dei casi, i settaggi della Densità Record, Basso, Medio e Alto, in congiunzione ai rispettivi valori dei settaggi sottostanti, saranno sufficienti. La modalità Anteprima offre una rapida anteprima del risultato finale. Personalizza sarà reso disponibile non appena il valore Densità Record viene modificato manualmente.

In generale, il valore Densità Record deve essere modificato solo se, ad esempio, dovessero essere mostrate le ombre rigide di una Luce Poligono (ad esempio i Portali IG) (e non si desidera utilizzare il lento Forza Per-Pixel).

Valutazione Minima [-8..4]
Valutazione Massima [-8..4]

Durante il rendering con Irradiance Cache, dovranno prima essere calcolati diversi pre-pass (la fase in cui appaiono dei riquadri che in seguito diventano più piccoli). Durante questa fase, la dispersione di Shading Point sarà accertata. Questo è un processo di adattamento, dove particolare attenzione è dedicata alle aree critiche: angoli, bordi in ombra, ecc. La differenza tra Valutazione min e Valutazione Max definisce il numero di pre-pass (vedi anche descrizione qui:: Valutazione Min).

Un valore pari a 0 produce un’immagine a risoluzione piena (dimensione pixel 1*1) e un valore di -1 produrrà una dimensione pixel di 2*2, -2=4*4 e così via. Logicamente, il valore Valutazione Min dovrebbe sempre essere inferiore al valore Valutazione Max. In ogni caso è possibile usare valori positivi, per ottenere sub-pixel "entries” della cache (possono essere utili per il Posizionamento Sub-Poligonale nel caso vengono persi dei dettagli). Per finire, questi settaggi non sono così importanti come lo erano per la Irradiance Cache precedente. I tempi di rendering si differenziano solo formalmente, e fino a quando sono mantenuti valori adeguati (Valutazione Max non inferiore a 0), i risultati di rendering non differiranno più di tanto. Se si usano valori negativi per Valutazione min, e Valutazione Max è impostato su 0, siete sulla buona strada!

Densità [10..1000%]
Distanza Minima [0..1000%]
Distanza Massima [0..1000%]

Aumentare il valore Densità dal basso all’alto.

Il valore Densità regola la dispersione generale dei Shading Point. Più alto è il valore, maggiore è la densità dei Shading Point.

È logico descrivere questi 3 settaggi insieme, proprio perchè tutti e tre lavorano insieme per definire la densità dei Shading Point nelle aree critiche e non critiche:

L'immagine seguente mostra gli effetti delle impostazioni di cui sopra:

Diverse variazioni dei settaggi Densità, Distanza Minima e Distanza Massima.

Come influisce la dispersione dei Shading Point sull'immagine finale renderizzata? Per un'immagine renderizzata pulita, è necessario un numero elevato di Shading Points nelle aree critiche e una densità "decente” nelle aree restanti. Se poi vi assicurate che ogni Shading Points abbia più Qualità Campionamento possibile, non c'è nient’altro che possa andare storto!

Armonizza [0..1000%]

Tutti i settaggi precedentemente descritti ruotano attorno al posizionamento e al calcolo dei shading points. L'illuminazione indiretta è stata accertata in numerose zone all'interno del Progetto. Questa dispersione di luminosità punto-per-punto deve essere convertita in una dispersione planare durante il rendering. L’ algoritmo Smussatura lo realizza nel seguente modo: per ogni pixel da renderizzare per un dato oggetto, Irradiance Cache viene sottoposto a scansione per trovare le Entries vicine, al fine di interpolare i loro valori di luminosità e colore.

Più alto è il valore di Smussatura, maggiori saranno i Shading Points utilizzati per l'interpolazione, per renderizzare un dato pixel. Questo settaggio rappresenta un valore di soglia che determina se una determinata Entry della cache in sua prossimità sarà utilizzata oppure no. Valori più piccoli produrranno in genere un risultato più nitido (e spesso più imprevedibile), mentre valori più alti saranno interpolati in aree più grandi, traducendosi in una illuminazione più uniforme. Questo significa anche che i dettagli più piccoli saranno persi. In generale, Smussatura è un settaggio il cui valore raramente dovrà essere modificato.

Raffinamento Colore [0..1000%]

Notate come l'ombra è molto più definita, se si utilizza un valore più alto di Perfeziona Colore.

Aumentando il valore di questo settaggio consentirà di migliorare la qualità di rendering nelle zone dove l’Illuminazione Globale cambia drasticamente (ad esempio, ombre IG su Luci Poligono luminose). Quello che succede in pratica è che saranno generati ulteriori Shading Point (con relativo aumento dei tempi di rendering). Importante: è necessario aumentare la Densità Record in modo sufficiente affinchè la dispersione della luce sia omogenea; altrimenti risulteranno aree disomogenee in aree dove l’IG cambia drasticamente.

Anche le Caustiche IG beneficiano di valori più alti!

A destra un rendering Caustiche tipo QMC che impiega una frazione di tempo del rendering.

Scala Schermo

Con la precedente Irradiance Cache, la dispersione dei shading point è stata fatta indipendentemente dalle dimensioni dell'immagine renderizzata, cioè gli stessi pre-pass sono stati utilizzati per una immagine di 80 x 80 pixel come per un'immagine con una risoluzione di 1024 x 768. Abilitando l'opzione Scala schermo la densità dei shading point sarà adattata alla risoluzione dell'immagine. Questo significa che saranno creati più Entries della cache per un'immagine ad alta risoluzione rispetto ad un'immagine con una risoluzione molto bassa. Le immagini più piccole più velocemente e di conseguenza le più grandi saranno renderizzate più lentamente. Questo significa che saranno visibili anche maggiori dettagli.