Maya中Arnold渲染器知識分享之采樣與射線深度

Hello . 大家好，今天帶大家了解Maya中Arnold渲染器知識分享之(sampling)采樣以及(ray depth)射線深度的基本概念。arnold是一款基於光線追蹤算法的渲染器，而這其中最為核心的當屬采樣以及射線深度這兩個概念。所以在了解材質以及燈光之前很有必要先學習這兩個基礎概念。

什麼是采樣？

簡單來說這些采樣設置控製渲染圖像的采樣質量。增加采樣率會減少圖像中的噪波量，但會增加渲染時間。

您將注意到，此過程不是線性的，因為對於其中的每個采樣率來說，實際的采樣數是輸入值的平方。例如，如果攝影機 (AA) 采樣數為 3，則意味著 3x3 = 9 個采樣將用於抗鋸齒。如果漫反射采樣數為 2，則 2x2 = 4 個采樣將用於 GI。這同樣適用於其他值。

對於每個攝影機 (AA) 采樣，都有漫反射、鏡麵反射、透射、SSS 和體積采樣率。因此，此 AA 采樣率可以視作所有其他采樣率的全局倍增。在此示例中，每像素的漫反射采樣總數為 9x4 = 36。

上麵這段話簡單來說，采樣大致分為diffuse、specular、transmission、sss、volume indirect這幾個類別各自有單獨的采樣控製。它們實際采樣數等於各自設置值的平方數，而第一個camera（AA）攝像機采樣相當於起到了在這之後的一個全局倍增的作用，即實際最終采樣等於各自通道采樣數的平方數基礎上再乘以攝像機采樣的平方數。

1、攝像機采樣（AA_sample）

攝像機采樣是一個全局倍增的設置，所以值越大最終渲染效果越好，但是也會增加渲染時間，arnold的渲染時間這塊確實是個雞肋，不過也不排除在渲染采樣這塊設置合理性。這也就是arnold這種采樣設置方式的靈活性，可以在采樣設置上有一個權重分配的概念。哪裏有噪點就增加對應通道采樣值。

有的時候攝像機采樣需要增加數值時，原有的一些通道采樣在已經足夠的情況下，需要調低數值來保持跟原來一樣的采樣數，否則就增加了無效的渲染時間成本。

2、漫反射采樣（diffuse_sample）

漫反射采樣主要決定了場景中GI效果，漫反射采樣跟攝像機采樣的值都較高時，會比較明顯地增加渲染時間。

可以看到這個漫反射采樣主要決定了間接漫反射的光線數量，數量為0沒有間接漫反射，數量越大暗部越亮，但是並不是會無休止亮下去，數值大到最後效果差不多。 (需要更亮的效果則需要增加射線深度)

3、鏡麵反射（specular_sample）

控製在計算按鏡麵反射 BRDF 加權的半球形範圍內累計的反射間接輻射時發射的光線數。精確的光線數是此值的平方。增加該值可減少間接鏡麵反射噪波（軟反射/模糊反射）。請記住，“鏡麵反射”(Specular)采樣操作針對每個“攝影機(AA)”(Camera (AA))采樣執行。因此，“攝影機(AA)”(Camera (AA))采樣數和“鏡麵反射”(Specular)采樣數的值都較高時，往往會減慢渲染速度。

specular sample=0（沒有間接鏡麵反射，反射不出周圍物體）

4、透射/折射（transmission_sample）

控製用於模擬基於微麵的透射求值的采樣數。增加該值可消除透射中的任何噪波。

如果將此參數和 GI_transmission_depth 都切換為零，此時噪波消失，則說明噪波是由透射導致的。

5、漫反射射線深度（diffuse ray depth）

定義最大光線漫反射深度反彈。如果“漫反射”(Diffuse)為零，則相當於禁用漫反射照明。增加深度會將更多的反彈光添加到場景，這在內部場景中可能尤為明顯。您可能會注意到，逐漸增加漫反射反彈時會出現細微的差異。例如，當“漫反射”(Diffuse)設置為 1 時，立方體頂部沒有照射到燈光，而當“漫反射”(Diffuse)設置為 2 時，則可以看到燈光。

6、鏡麵反射射線深度（specular ray depth）

定義光線可以鏡麵反射的最大次數。包含多個鏡麵反射曲麵的場景可能需要更高的值，這樣看起來才正確。要獲取任何鏡麵反射，需要的最小值為 1。

7、透射射線深度（transmission ray depth）

光線可以折射的最大次數。包含多個折射曲麵的場景可能需要更高的值，這樣看起來才正確。

來源：Thepoly公眾號