Friday, August 24, 2012

HƯỚNG DÂN SỬ DỤNG VRAY CAUSTICS - P1

Giới thiệu

Caustic là hiệu ứng tụ quang khi ánh sáng đi qua các vât liệu trong suốt kim loại hay một số chất liệu có tính phản xạ cao ví dụ như inox, chất lỏng hay thủy tinh... Engine render V-Ray có hỗ trợ hiệu ứng tụ quang này (caustics).
Để có hiệu ứng này chúng ta có hai phương pháp:


Bài 1 - Giới thiệu caustic trong V-Ray và các phương pháp sử dụng
Bài 2 - Thông số điều khiển cơ bản của V-Ray: Caustic
Bài 3 - Light properties
Bài 4 - Materirals & Object properties
Bài 5 - Thực hành thiết lập hiệu ứng caustic A to Z

Bài 1 - Giới thiệu caustic trong V-Ray và các phương pháp sử dụng

cách sử dụng Vray Caustic | phương pháp sử dụng Vray Caustic |  Vray Caustic | cách thiết lập thông số Vray Caustic

Phương pháp 1: NON - APPROXIMATE METHOD (Sử dụng brute-force)

Có thể xem phương pháp này như là sư dụng brute force để render caustic, do đó ưu và nhược điểm cũng tương tụ như render bằng brute force:

Ưu điểm: Thiết lập rất đơn giản và cho kết quả rất chất lượng (nếu đợi render đủ lâu để khử noise).

Nhược điểm: Phải đợi rất lâu để có được caustic sạch (không bị noise). Chỉ dùng được với các loại nguồn sáng có kích thước (V-Ray Light và vật liệu tự phát sáng). Các nguồn sáng mặc định của 3ds Max không dùng được vì các nguồn sáng này không có kích thước (ánh sáng được phát ra từ một điểm thay vì từ một bề mặt).

Bản chất: Caustic là một phần của bài toán Global illumination (GI). Tuy nhiên caustic rất khó render (phải đợi rất lâu để có caustic rõ hình và không bị noise). Vì vậy V-Ray và một số engine khác thường tách caustic ra xử lý riêng biệt bằng thuật toán photon mapping (là phương pháp thứ 2 được hướng dẫn bên dưới). Nếu không dùng photon mapping, V-Ray sẽ dùng xử lý các tia sáng caustic như là những tia sáng thông thường.
Về mặt toán học và vật lý, nếu chúng ta chờ đủ lâu thì sẽ có caustic chính xác và đẹp. Nhưng "đủ lâu" ở đây nghĩa là "rất rất lâu".

Phương pháp này sẽ tự động vô hiệu hóa khi sử dụng phương pháp tính caustic thứ 2

cách sử dụng Vray Caustic | phương pháp sử dụng Vray Caustic |  Vray Caustic | cách thiết lập thông số Vray Caustic
Bảng điều khiển mặc định của caustic được tạo bởi GI
Phương pháp 2: Sử dụng bản đồ photon

Ưu điểm: Nhanh hơn phương pháp 1 rất nhiều. Vẫn sẽ cho kết quả chính xác, sắc nét như trong phương pháp 1 với điều kiện là phải thiết lập thông số đủ cao.

Nhược điểm: Thiết lập khá phức tạp. Khi nhìn vào hình render thì khó đoán được là kết quả render có gần đúng với đáp án chính xác của phương pháp 1 hay không.
Phương pháp này có thể dùng cho tất cả các loại nguồn sáng ngoại trừ vật liệu tự phát sáng và Skylight. Nếu muốn dùng Skylight thì phải sử dụng dome light (tạo vraylight và chọn "dome" trong mục type) thay thế.

Bản chất: Bản chất quá trình này có 2 bước.

Bước 1: Các hạt photon được phóng ra từ các nguồn sáng trong scene. Chúng sẽ tiếp xúc với các bề mặt, tương tác với vật liệu của bề mặt và sẽ bị phản xạ/ khúc xạ và tiếp tục "bay" tới các bề mặt khác trong scene và lại tiếp tục tương tác với các bề mặt này. Quá trình này sẽ lặp lại nhiều lần ("bay" -> bị phản xạ/khúc xạ -> "bay" tiếp -> phản xạ / khúc xạ -> ...). Tại mỗi điểm mà 1 hạt photon tiếp xúc với một bề mặt thì thông tin về sự tiếp xúc này (vị trí tiếp xúc, mức năng lượng của photon, hướng tiếp xúc ....) sẽ được lưu vào trong bản đồ photon.

Bước 2: Sau khi V-Ray đã xử lý hết từng photon và lưu vào trong bản đồ photon, V-Ray sẽ bắt đầu render như bình thường, nhưng sẽ thực hiện thêm bước tính toán caustic dựa vào các dữ liệu trong bản đồ photon.

Như vậy ta có thể thấy các yếu tố tác động đến hiệu ứng caustics bao gồm:
- Light properties GI (nguồn phát photon)
- Materials (vật liệu)
- Object properties GI (thu phát photon của vật thể)
- Vray: Caustic (thông số điều khiển chung)


Bài 2 - Thông số điều khiển cơ bản của V-Ray: Caustic


cách sử dụng Vray Caustic | phương pháp sử dụng Vray Caustic |  Vray Caustic | cách thiết lập thông số Vray Caustic


On – kiểm này dùng để bật tắt tính toán caustic trong V-Ray.
Multiplier – thông số này dùng để thiết lập cường độ (độ mạnh yếu) của hiệu ứng quang tụ (caustics). Nó áp dụng cho tất cả các nguồn sáng có liên quan đến hiệu ứng caustic. Nếu bạn muốn thiết lập mỗi thông số Multiplier cho từng nguồn sáng thì bạn phải sử dụng setting riêng cho từng đèn. Chú ý: Multiplier ở bảng điều khiển sẽ nhân thêm với thông số multiplier của mỗi đèn.
Search distance – Khi V-Ray tính toán giá trị ánh sáng caustic tại một điểm A trên một bề mặt nào đó, V-Ray sẽ dò tìm tất cả các hạt photon nằm trong phạm vi vòng tròn có tâm là điểm A này, và bán kính là Search distance
Giá trị nhỏ hơn thì biên bóng sẽ sắc hơn (shape) nhưng có thể nhiễu hơn (noise). Giá trị lớn hơn thì biên bóng sẽ mềm hơn (smooth) nhưng sẽ mờ hơn (blur).
Max photons – Như đã nói ở mục Search Distance, V-Ray cần dò tìm tất cả các photon nằm gần điểm A trong phạm vi vòng tròn có bán kính Search Distance, nhưng sau đó V-Ray chỉ chọn ra một số lượng photon nhất định gần điểm A nhất, số photon này chính là Max Photons.
Max density – tham số này dùng để thiết lập mật độ photon trong bản đồ photon (và do đó cũng sẽ quyết định tổng số photon trong photon map). Bất cứ khi nào V-Ray cần lưu trữ một photon mới vào trong photons map thì nó sẽ kiểm tra xem gần đó đã có photon nào tương tự được lưu trữ chưa, nếu có thì V-Ray sẽ cộng năng lượng của photon mới vào photon đã có sẵn. Nếu không, V-Ray sẽ lưu trữ photon mới này vào photon map. Sử dụng tùy chọn cho phép bạn điều khiển số photon phóng ra nhiều hơn trong khi vẫn giữ được dung lượng của bản đồ quản lý caustics photon (caustics photons map).
Mode – điều khiển các chế độ của bản đồ bức xạ:
New map – khi tùy chọn này được được kích hoạt thì một photons map mới sẽ được tính toán. Nó sẽ ghi đè lên photons map đã được tính toán ở lần render trước.
Save to file – lưu lại tính toán photon map thành 1 file ngoài.
From file – load photon map từ 1 file ngoài.
File – tên file được load.
Don't delete – khi kiểm vào chế độ này V-Ray sẽ giữ lại photons map trong bộ nhớ sau khi render xong. Nếu không photons map sẽ bị xóa và bộ nhớ được giải phóng. Tùy chọn này có thể rất hữu dụng khi bạn muốn tính toán photons map cho một scene cụ thể và sau đó sử dụng tiếp ở chế độ cao hơn.
Auto save – khi chế độ này được bật, V-Ray sẽ tự động lưu caustics photon map vào một chỗ khi quá trình render kết thúc.
Switch to saved map – lựa chọn này chỉ tồn tại khi chế độ Auto save được bật. Nó sẽ tự động chuyển sang From file với tên của bản đồ mới.

( Bài hướng dẫn được thực hiện bởi Nguyễn Phước Long & Lê Anh Tuấn - www.hoc3d.vn - Yêu cầu ghi rõ nguồn khi sao chép sang các website khác)
(còn tiếp)
-Hoc3d.vn-