Om het omgaan met de verscheidenheid aan parameters en instellingsopties te vereenvoudigen, biedt CINEMA 4D sinds versie 15 verschillende presets voor interieur- en exterieurscènes, evenals objectvisualisaties en fysische renderingen (progressief).
Zodra het effect Global Illumination via de Effectenknop aan de Renderinstellingen is toegevoegd, is deze lijst met presets beschikbaar op de Algemeen-pagina.
Nieuw is ook de opdeling van de GI-berekeningsmethoden in een primaire en een secundaire methode. De primaire methode richt zich op objecten die rechtstreeks door het licht worden getroffen, terwijl de secundaire methode zich bezighoudt met de indirecte verlichting. Voor de primaire methode hebben we de reeds bekende methoden Quasi-Monte Carlo (QMC) en Irradiance Cache (IC) tot onze beschikking, waarbij in versie 15 een verbeterde variant van de Irradiance Cache wordt gebruikt. Voor het ongewijzigde renderen van oudere scènes biedt het menu echter nog steeds de oude IC-methode aan.
In het menu van de secundaire methode vinden we weer de reeds bekende QMC- en IC-methoden, zodat we hier naar believen kunnen combineren en intensiteit en verzadiging afzonderlijk kunnen aanpassen.
Radiosity-kaarten werden al gebruikt in de vorige versie om de rendertijd te verkorten, zij het ten koste van de straaldiepte. Hier komen de nieuwe Licht-kaarten om de hoek kijken. Bij deze berekeningsmethode worden vanuit de camera stralen de scène in geschoten, waarvan de reflecties qua kleuren worden geëvalueerd en samengevoegd tot een kaart. We zullen nu in het volgende deel van de tutorial kijken hoe we omgaan met de lichtkaarten.
Licht-kaarten als secundaire GI-methode
Om de voordelen van de nieuwe GI-methode zo duidelijk mogelijk te demonstreren, gebruiken we een eenvoudig opgezette voorbeeldscène, die ook te vinden is in de werkbestanden onder de naam "PSD_C4D_R15_Render_IC.c4d. Op dit moment is deze scène gerenderd met globale Illumination, echter uitsluitend met Irradiance Cache.
Zoals duidelijk te zien is aan de binnenkanten van de ruimte en de muren, is er nog steeds ruimte voor optimalisatie. De render tijd op een gemiddeld snelle computer (iMac met 2,8 GHz i7-processor) bedraagt ongeveer 1:05 minuten. Voordat we de rendertijd verhogen door nog meer samples, bekijken we hoe Licht-kaarten ons kunnen helpen.
De opzet van de scène is niet bijzonder gecompliceerd. De drie witte ballen bevinden zich in een ruimte met een vierkante opening in het plafond. Een Hemel-object met een blauwe kleur zorgt voor de hemel, terwijl een lichtgele Punt-lichtbron het enige licht in de opening werpt. De rest wordt verzorgd door globale Illumination met indirecte verlichting.
Een blik op de Renderinstellingen onthult dat er zeker niet is bespaard op samples en de entry density in de Irradiance Cache-parameters. In plaats van hier alleen maar te experimenteren met nog hogere instellingen, zullen we zien hoe Licht-kaarten presteren met deze scène.
Om over te schakelen naar Licht-kaarten voor de GI-berekening van indirecte verlichting, kiezen we in de Global Illumination-instellingen op de Algemeen-pagina de invoer Licht-kaarten in het menu van de secundaire methode.
Omdat we tegelijkertijd ook iets minder rekenwerk willen, verminderen we bij deze gelegenheid meteen de samples tot Gemiddeld. Later kunnen we de waarden altijd nog verhogen.
Detzelfde geldt voor de primaire methode Irradiance Cache, waarvan we de instellingen vinden op de gelijknamige pagina van het Global Illumination-effect. Een gemiddelde entry density is een zeer goede startpunt.
Controle en aanpassing van de Licht-kaarten
We hebben nu Licht-kaarten gekozen als secundaire methode, en daarvoor een aparte nieuw tabblad gekregen in de Global Illumination-instellingen. Op deze pagina vinden we logischerwijs de parameters voor de Licht-kaarten. Omdat een goede Licht-kaart cruciaal is voor de kwaliteit van de latere GI-rendering, controleren we eerst de huidige Licht-kaart die overheerst met de standaardinstellingen.
Hiervoor kiezen we onderaan in het menu de Modus en schakelen over naar Visualiseren. Bij het renderen wordt nu alleen de vastgestelde Licht-kaart weergegeven.
Een klik op de Render-knop laat zien dat de overheersende omgeving goed past bij de standaardparameters. De individuele gebieden zijn zeer homogeen verdeeld en vertonen geen grote uitschieters of vlekken.
Belangrijk hiervoor is de parameter Voorbeeldgrootte van de Lichtkaarten-pagina. We verhogen deze parameter tijdelijk iets om te zien hoe snel een ogenschijnlijk kleine verhoging een Lichtkaart onbruikbaar maakt. Een waarde van 0,05 in plaats van de standaard 0,01 is voldoende.
Met deze Lichtkaart zouden we niet blij zijn. Als we de Grootte van de gebieden op de bollen en de muren vergelijken, zien we grote verschillen, maar geen homogeniteit. We blijven gelukkig bij de standaardinstellingen.
De Lichtkaart is dus wat betreft de Voorbeeldgrootte in orde, zodat we in een eerste testrendering het resultaat kunnen bekijken. Hiervoor schakelen we op de Lichtkaarten-pagina de Modus weer terug naar de normale rendering.
Voor een eerste test is het resultaat best goed. De vlakken van de ruimte zien er al heel gelijkmatig uit, ook de oppervlakken van de bollen zien er goed uit. Zeer onbevredigend daarentegen zijn de randen en hoeken aan het plafond van de ruimte.
Fijnafstemming van de Lichtkaarten
Onze testrendering doet vermoeden dat er nog niet genoeg stralen of paden beschikbaar zijn voor de berekening van de indirecte verlichting. De juiste parameter hiervoor vinden we opnieuw op de Lichtkaarten-pagina: het aantal paden.
Voor de volgende stap of de volgende testrendering stellen we het aantal paden in op 10000 (x1000). Hoe meer paden er berekend moeten worden, hoe langer de berekening duurt en het totale renderen.
Het gerenderde resultaat ziet er al beter uit, maar nog lang niet bevredigend. We moeten nog wat sleutelen aan het aantal paden.
We verhogen het aantal paden nog eens met 5000 naar 15000 (x1000) en bekijken of we op dit aantal paden kunnen voortbouwen.
Opnieuw een duidelijke vooruitgang. Naar mijn mening nu al beter dan de oorspronkelijke rendering op basis van uitsluitend Irradiance Cache. Met het aantal paden moeten we nu wel goed zitten, want er zijn nog een paar andere parameters voor de lichtkaarten …
Om kritische gebieden gladder en homogener te maken, helpen de twee opties Voorfilter en Interpolatiemethode verder. We proberen het met de Voorfilter, waarbij we de gelijknamige optie activeren en eerst met de standaard ingestelde acht Samples beginnen.
Een duidelijke verbetering. De beide randen aan het plafond zouden echter nog wat gladder mogen zijn, dus we moeten nog aan deze parameter sleutelen.
Latenv we in een afsluitende ronde het aantal Voorfilter-Samples verhogen naar 16.
Bij dit nogmaals verbeterde resultaat willen we het hierbij laten. Jullie kunnen gerust verder experimenteren met de parameters - bijvoorbeeld de Interpolatie, of nogmaals met het aantal paden, - en de rendering verder optimaliseren.
Maar het beste komt op het laatst: Doordat we de primaire methode Irradiance Cache hadden teruggezet naar eerder matige instellingen, konden we dankzij Lichtkaarten een veel beter renderresultaat behalen en de rendertijd halveren (op de referentiecomputer nog maar 0:32 min in plaats van 1:05 min).
Embree en snelle voorbeeldweergave
Deze twee vernieuwingen hebben betrekking op de fysische renderer, met name op de snelheid van renderen. Hoewel de resultaten van de fysieke renderer mooi zijn, ben je meestal in het ongewisse of welke invloed de laatste modificaties hebben bij de berekening.
De eerste innovatie, Embree, een door Intel gebouwde Raytracing Kernel voor Monte Carlo-algoritmen, vereist hardwarematig de ondersteuning van de SSE3-instructieset. Moderne processors zijn opgewassen tegen deze taak, zodat CINEMA 4D Release 15 deze mooie nieuwe functie standaard activeert. Vooral scènes met veel polygoon of objecten tonen een merkbare snelheidsverbetering.
In de Renderinstellingen van de fysieke renderer op de pagina Geavanceerde kan de geheugenintensieve (sneller) innovatie naar wens worden uitgeschakeld (Fysiek)) of kan een compromis tussen geheugenvereisten en snelheid worden gekozen (kleiner).
Kwalitatief gezien is er tot nu toe geen verschil merkbaar in vergelijking met de vorige instelling tot en met versie 14 van de fysieke renderer.
Specifiek bij de fysieke renderer zijn de lichtomstandigheden of de positie en verdeling van de scherptediepte in de scène een van de meest bevraagde informatie bij testrenderingen.
De snelle voorvertoning biedt hier een zeer interessante en zeer snelle oplossing. Deze bevindt zich ook op de pagina Geavanceerde van de fysieke renderer en kan optioneel alleen worden geactiveerd voor de voorwaartse rendermodus respectievelijk alle modi.
Vrijwel onmiddellijk na de start van het renderen toont de snelle voorvertoning een weliswaar lage resolutie, maar al behoorlijk overtuigende versie van het resultaat met betrekking tot belichting en scherptediepte, waaruit al kan worden afgeleid of het de moeite waard is om te wachten op het eindresultaat van het renderen.
Terwijl in de vorige afbeelding alleen de eerste renderbucket was berekend, is de fysieke renderer hier bijna halverwege zijn werk. Zoals de directe vergelijking laat zien, kan de snelle voorvertoning al heel snel de belangrijkste informatie over het renderen bieden, zonder dat men lang op de voltooiing van de overige renderbuckets hoeft te wachten.
