Architektur einer Visualisierung II

Kristina Rentschler

Vorwort

3D Computer Grafik Software beinhaltet die fünf Teilbereiche Modeling, Texturing, Licht, Kamera und Rendereinstellungen. Um Bilder möglichst exakt nach den eigenen Vorstellungen umsetzten zu können, werden oftmals zusätzliche Renderer verwendet die realistischere und weiter entwickeltere Einstellungen bieten, als die in der Software mitgelieferten Renderer. Beispielsweise in den Bereich der Global Illumination Algorithmen wie Path Tracking, Photon Mapping, Irradiance Maps und direkt kalkulierter Global Illumination bieten diese eine genauere, weitaus realistischere Technik.V-Ray ist hierbei ein weitverbreitetes Render Engine das sowohl für die Film- und Videospiele Industrie, als auch für eine realistische Darstellung von 3d Renderings in der Architektur verwendet wird. Hierbei gibt es die meisten Erklärungen und Erläuterungen der einzelnen Funktionen und Einstellungen beinahe ausschließlich auf Englisch. Die wichtigsten Teilbereiche dieses Render Engine und seiner Einstellungen habe ich folgenden recherchiert und übersetzt. Der nachfolgende Teil der Ausarbeitung vermittelt einen ungefähren Eindruck über Weitläufigkeit und Komplexität von 3D Computer Grafik Software. So wird auch deutlich weshalb Computer-Grafik-Artists oft Jahre benötigen um wirklich gute Bilder zu erzeugen. Da sie erst hunderte von Einstellungen, Tricks und Feinheiten lernen müssen, um zu wissen, wie gute Bilder erzeugt werden.

Vorwort................................................................................................................................................................................................................... ii

Teil 1

Kapitel 1 Kameraeinstellungen............................................................................................................................................................ 1Basis der Fototechnik V-Ray Physical Kamera

Kapitel 2 Lichtobjekte............................................................................................................................................................................................ 2V-Ray Sun V-Ray Light V-Ray IES

Kapitel 3 V-Ray ................................................................................................................................................................................................................ 3

Frame BufferGlobal Switches Image Sampler Antialiasing Adaptive Subdivision Sampler Environment Color Mapping Camera

Kapitel 4 Indirect Illumination ..............................................................................................................................................4Indirect Illumination GIIrradiance MapLight CacheCaustics

Kapitel 5 Settings .......................................................................................................................................................................................................5DMC SamplerDefault DisplacementSystem

Kapitel 1Kameraeinstellungen

V-Ray Physical CameraMit der V-Ray Physical Camera kann die virtuelle CG Kamera eingerichtet werden. Das Äquivalent einer realen Kamera ermöglicht in der Anwendung physikalisch korrekte Werte. Voraussetzung hierbei sind die Verwendung von V-Ray Sun und V-Ray Sky, bei denen es sich um physikalisch korrekte Lichtquellen handelt. Im Gegensatz zur Standardkamera werden bei der V-Ray Physical Kamera Tiefenunschärfe, Bewegungsunschärfe und der Bokeh-Effekt korrekt berechnet.

Grundlegende Parameter TypeArt der Kamera Hat meist Auswirkungen auf den Bewegungsunschärfe-Effekt, der von der Kamera erzeugt wird

Still Cam Fotoapparat Unbewegte Kamera mit einem normalen Blendenverschluss

Cinematic Cam Filmkamera Motion-Picture-Camera mit einem kreisförmigen Blendenverschluss

Video Cam Digitale Videokamera Blendenlose Videokamera mit einer CCD Matrix (Rastermuster der Pixel rot/grün/blau)

Basis der FototechnikObjektivwahlObjektive die für Architekturaufnahmen verwendet werden, müssen bestimmte Anforderungen für Verzeichnungsfreiheit, Vignettierung sowie Schärfe- und Kontrastleistung erfüllen. Lichtstärke und ein schneller Autofokus sind nicht erforderlich. Während nicht wenige Teleobjekti-ve (insbesondere einige Tele-Zooms) kissenförmig verzeichnen und chromatische Aberrationen auf-weisen (Regenbogenfarben an Hell-Dunkel-Kanten), neigen Weitwinkelbrennweiten eher zu Vi-gnettierung (Randabschattung) und tonnenförmiger Distorsion.

WeitwinkelobjektivArchitektur wird meist mit einem Weitwinkelobjektiv aufgenommen. Blickwinkelbeschränkungen der Umgebung erleichtern die Aufnahme eines Bildes und ermöglichen eine gewisse Flexibilität des Aufnahmestandpunktes. Der größere Blickwinkel führt dazu dass man mehr im Bild sehen kann. Realistisch und unmanipuliert erscheint das Bild trotzdem, wenn man mäßige, moderate oder sanfte Weitwinkel verwendet. In Anlehnung an viele Architekturzeichnungen ist der Bildwinkel von 70° der klassische Bildwinkel.

BrennweiteUm den Betrachter atmosphärisch ins Bildgeschehen einzubeziehen oder auch auszuschließen kann man verschiedene Brennweiten verwenden, diese definieren den Abstand vom Linsenzentrum zum Brennpunkt (Fokus).

Normalobjektiv(Sichtweise eines Auges)Dieses besitzt einen Bildwinkel von etwa 46° und entspricht dem Durchmesser des Aufnahmeformats. Normalobjektive entsprechen dem Durchmesser des Aufnahmeformats, dabei entspricht der Abstand den man zum Bild einnimmt demjenigen den man für die Betrachtung einnehmen würde. Die Größenstaffelung in Richtung Bildtiefe ist sehgerecht und natürlich. Damit sind diese Aufnahmen zwar realistisch anmutig, wirken jedoch relativ unspektakulär.

TeleobjektivFassadenbetonungen, Detailstudien, ganze HäuserBei einem Teleobjektiv wird der Bildraum konzentriert und der Aufnahmeabstand der Motivgröße angepasst. Größenunterschiede zwischen Vorder- und Hintergrund werden kleiner, da diese einen größeren Abstand zwischen Kamera und Fokus implizieren. Plastitzität wird verringert Umrisse

werden vergrößert – es erscheint etwas Silhouettenhaftes als auch die Farbe und Struktur einer Oberfläche. Die Aufnahme ganzer Häuser aus dieser Perspektive erscheint distanziert und skulptural egal wie nah sie im Bild letztendlich herangezoomt wird. Wie einladend und integrativ oder wie fern und skulpturenhaft ein Gebäude im Bild erscheint, hat nichts damit zu tun, wie groß es im Foto ist. Dieser atmosphärische Aspekt hängt allein von der Perspektive ab, aus der fotografiert wurde.

Verzeichnungen (Distortion)

Verzeichnungen lassen sich durch Abblenden mildern. Nur symmetrisch konstruierte Systeme sind von Natur aus verzeichnungsfrei, somit Makro-Objektive im mittleren Brennweitenbereich und ohne allzu große Lichtstärke. So werden im Allgemeinen Motivlinien am Bildrand gewölbt wieder-gegeben falls das Linsensystem keine speziellen Korrekturlinsen aufweist.Randunschärfen entstehen durch Öffnungsfehler – sphärische Aberration. Die Abweichung der Fo-kusierebene am Rand entsteht durch die kugelförmige Linsenoberfläche. So treffen Lichtstrahlen am Linsenrand schräger auf die Linse als in der Mitte, Randstrahlen werden darauf stärker gebrochen als Mittelstrahlen, daher liegt die Schärfenebene für die Randstrahlen näher an der Linse als die für die Mittelstrahlen. Daher ist de Schärfe am Bildrand nicht die Gleiche wie in der Bildmitte.Direkt bei der Aufnahme kann dieser Fehler reduziert werden, indem Randstrahlen durch Abblen-den des Objektivs einfach weggeschnitten werden. Genau das Gleiche passiert wenn man mit klei-nen Blenden fotografiert. Um in der Architekturfotografie eine große Schärfentiefe zu erreichen fo-tografiert man meist mit einer kleinen Blende. Gut korrigierte Objektive haben für die sphärische Korrektur allerdings Linsen eingebaut, die diesem Fehler auch bei größeren Blenden schon entge-genwirken.

Bokeh EffektMöchte man Teile des Bildes unscharf darstellen, wird dies mit Hilfe des Bokeh-Effekts erreicht. Dieser Effekt erzeugt beim Betrachten eine Fixierung auf das Hauptmotiv indem Objekte, außerhalb der Schärfentiefe unscharf dargestellt werden. Hierbei geht es jedoch nicht um die Darstellung sondern um die Qualität des Effektes der durch unterschiedlich viele helle Kreise erzeugt wird. Diese, sowie die Qualität des Übergangs nennt man den Bokeh eines Objektives.

Zerstreuungskreis

Der Zerstreuungskreis spielt eine große Rolle in der Schärfebetrachtung der Schärfentiefe. Wenn beispielsweise eine Kamera exakt auf einen Gegenstand fokussiert wird, so wird nur dieser scharf abgebildet, die sog. Gegenstandsebene (Scharfebene) . Punkte die sich auf Ebenen davor oder da-hinter befinden, werden nicht mehr als Punkte abgebildet, sondern als Scheibchen mit einem be-stimmte Durchmesser: dem Zerstreuungskreis. Je kleiner dieser auf dem Bild ist umso schärfer er-scheint das Bild an der Stelle. Ist dieser so klein dass ihn das menschliche Auge nicht mehr auflöst, nimmt man eine Kette solcher Punkte als scharfe Line oder Motivkontur wahr (Homogene Fläche). Vor und hinter der Fokusebene wächst die Größe des Zerstreuungskreises, jedoch bis zu einer be-stimmten Grenze ist diese für unser Auge nicht sichtbar und wir empfinden immer noch den Ein-druck einer Schärfentiefe. Die Größe des Zerstreuungskreises bestimmt somit die Schärfentiefe.

Fokuspunkt (hyperfokale Distanz)Mit Hilfe von Schärfentiefetabellen kann die Entfernung eingestellt werden. Hierbei wird der Fo-kuspunkt im vorderen Entfernungsdrittel des Schärferaumes gesetzt, um eine Schärfentiefe bis Un-endlich zu erreichen. Der Schärferaum wird damit bei einer bestimmten Blende in Verbindung mit einer bestimmte Brennweite optimal ausgenutzt und beginnt in dieser Einstellung etwa bei der halb-en Fokussierungsentfernung.

Vignettierung (Randabschattung)

Dies ist eine oft auftretende Abdunklung in Bildecken, so wird das Bild bei korrekter Belichtung in der Bildmitte – so wird das Bild mit zunehmender Entfernung vom Mittelpunkt immer stärker un-terbelichtet. Insbesondere Weitwinkelaufnahmen haben mit diesem Problem kämpfen, wohingegen Teleobjektive weniger betroffen sind. Verzeichnungen sind im Objektiv fest eingebaut und können somit nicht vermieden werden. An-ders die Vignettierung, sie lässt sich mit der eingestellten Blende verändern. Am stärksten ausge-prägt ist sie bei offener Blende, Abblenden (Begrenzung der Lichtstrahlen durch die Blende – stu-fenweises Schließen der Blendenöffnung) um 1 oder 2 Stufen bringt Besserung, ab 3 Stufen ver-schwindet sie dann meist mehr oder weniger.

FilmbelichtungDie drei Bestandteile der Filmbelichtung (film expousure) gibt es sowohl bei einer echten Kamera als auch in der VRay Physical Camera.

-Shutter speed (Blendenverschlussgeschwindigkeit)-Film speed-f-stop / f-number (Blendenstufe)

Diese drei Einstellungen können in endlosen Kombinationen geändert werden, um die gleiche Belichtung zu erzeugen.

Exposure Control film speed (ISO)Dieser Parameter entscheidet über die Empfindlichkeit des Films in Bezug auf Licht und somit über die Helligkeit des Bildes. Wenn die Film Speed (ISO) höher eingestellt wird (der Film ist sensibler für Licht) wird das Bild heller und schneller gerendert. Kleinere Werte bedeuten, dass der Film sich langsamer entwickelt und das Bild dunkler wird. Der Voreinstellungswert beträgt 100, was einer guten Grundlage entspricht.

ISO 400 ISO 800 ISO 1600

Shutter Speed - BlendenverschlussgeschwindigkeitDer zweite Bestandteil, die Blendenverschlussgeschwindigkeit ist die Dauer der Öffnungszeit der Blende und bestimmt wie lange der Film dem Licht ausgesetzt wird. Je langsamer die Blendenver-schlussgeschwindigkeit, desto länger wird der Film dem Licht ausgesetzt. Des Weiteren erlaubt eine langsamere Blendenverschlussgeschwindigkeit schönere Bewegunsungschärfe-Effekte.

Der vorgegebene Wert in V-Ray beträgt 200, das bedeutet dass die Blende für 1/200tel einer Sekun-de geöffnet sein wird. Was die geläufige Blendenverschlussgeschwindigkeit einer normalen Verbrau-cherkamera ist, bei der der Wert nicht angezeigt wird. Für ein 3D-Rendering ist das Anfangs eine gute Grundlage.Das folgende Bild zeigt die Standard-Blendenverschlussgeschwindigkeiten einer pro-fessionellen Kamera.

Wenn man die Blendenverschlussgeschwindigkeit von 200 auf 100 herabsetzt, verdoppelt man die Zeit in der die Blende geöffnet ist von 1/200tel auf 1/100tel einer Sekunde. Da es die Zeit verdop-pelt wird der Film dem Licht länger ausgesetzt, der Film (oder das Rendering) wird doppelt so hell.

Shutter Speed 60 Shutter Speed 30 Shutter Speed 125

BrennweiteBevor der dritte Bestandteil der Belichtung erklärt wird, ist eine kurze Diskussion über die Brenn-weite (Focal Lenght) notwendig. Brennweite spezifiziert den Abstand zwischen der Oberfläche der Linse bis zu ihrem Brennpunkt, oder Punkt, an dem Licht im Film gebündelt wird.

Depth-of-field TiefenschärfeDer Tiefenschärfe-Effekt wird verwendet um Objekte im Bild in den Fokus und somit in den Mittel-punkt zu rücken. Kleinere Werte erhöhen die Ausdehnung, von der Mittelpunktdistanz, in welcher Objekte fokussiert werden können, höhere Werte verringern diesen Bereich. Kleinere Werte ent-sprechen Weitwinkel-Linsen und bewegen sich generell im Wertebereich unter 35mm. Höhere Werte entsprechen Teleskop-Linsen, und entsprechen Werten von 100 und mehr. Je größer die Brennweite, desto enger wird der Bildwinkel und somit der Bildausschnitt.In der Praxis bezeichnet man ein 50-mm-Objektiv als Normalobjektiv, weil es in etwa dem Blick-winkel des menschlichen Auges (46°) entspricht. Objektive unterhalb von 50 mm bezeichnet man als Weitwinkelobjektive; der Name verrät schon, dass der Blickwinkel hier groß bis sehr groß ist. Unter 20 mm spricht man schon von Superweitwinkelobjektiven, es gibt sogar sogenannte Fisheye-Objektive, die einen Bildwinkel von 180 Grad besitzen und meistens ein kreisförmiges Bild produ-zieren. Brennweiten oberhalb von 50 mm gehören zur Familie der Teleobjektive, Objektive ab 300 mm Brennweite werden Super- oder Ultrateleobjektive genannt. Weitwinkel und Teleobjektive ha-ben, vom Bildwinkel mal abgesehen, spezielle Eigenschaften was die Perspektive und die Verzer-rung betrifft, die nicht mehr der menschlichen Sehweise entsprechen. Diese Eigenschaften können dem Bild schaden, aber auch bewusst eingesetzt werden, um dem Bild einen gewissen Effekt zu ver-leihen.

BlendenstufeF-stop (f-number)

Die f-number ist ein Begriff, der die Beziehung zwischen der Blendenverschlussgeschwindigkeit und Blendengröße (aperture size) beschreibt. Seine Aufgabe ist es, dem Bereich, in dem es dem Licht er-laubt ist, die Linse zu passieren, einzugrenzen. Eine Blendenstufe ändert die Größe der Blende so, dass sie die halbe oder doppelte Lichtmenge durchlässt. Die Blendenzahlen ändern sich mit jeder ganzen Stufe um das 2½-fache ( 1,41×), mit≈ jeder halben Stufe um das 2¼-fache ( 1,19×) und mit jeder drittel Stufe um das 2≈ 1/6-fache ( 1,12×).≈Der Standartwert in V-Ray beträgt 8, ein typischer Wert für die Blendenstufe, zu finden in einer normalen Kamera bei der dieser Wert nicht verstellt werden kann.

f-number 8 f-number 6 f-number 4

Zoom FaktorDiese Größe beeinflusst das Zooming des Endbildes. Die Kamera wird hierbei nicht bewegt.

Zoom factor 1.0 Zoom factor 2 Zoom factor 0.5

Vertical Shift (Camera Correction)

Mit diesen Parametern kann man die sogenannte 2-Punkt-Perspektive erzeugen. Stürzende Linien werden so beseitigt.

Vertical Shift: Guess 2 Point Vertical Shift: - 0.5 Vertical Shift: 0.5

VignettingDieser Parameter kontrolliert die Simulation optischer Randabschattung einer echten Kamera.

Custom Balance - Benutzerdefinierte BalanceEine weitere Einstellung in der VRay Physical Camera ist die Custom Balance, sie erlaubt eine spezielle Art der Veränderung des Bildes, hierbei erscheint die selektierte Farbe Weiß im Rendering.Dieser Parameter legt effektiv das Licht oder den Farbton fest, die man im Rendering eliminieren möchten und ersetzt ihn durch keine Farbe (oder weiß). White balance (Weißabgleich) macht genau das Gleiche, nur dass es hierfür eine Standarteinstellung verwendet.

White balance - WeißabgleichWenn man den Weißabgleich auf Tageslicht setzt, bemerkt man eine kleine Änderung in der Belichtung.Beispielsweise soll im unteren Bild für Tageslichtszenen die pfirsichfarbene Farbe durch die Farbedes Sonnenlichts ersetzt werden.

White balance is white White balance is blueish White balance is peach

Film Gate (mm)Sensorgröße der Kamera, wichtig beim Anpassen der Kamera auf ein Foto (camera match). Legt die horizontale Größe des Bildfensters undsomit den Bildausschnitt (film gate) in Millimetern fest. Hierbei werden als Vorlage die System Units verwendet um ein korrektes Ergebnis zu erzielen

Focal Length (mm)Brennweite einer Kamera-Linse Auch hier werden die System Units als Vorlage verwendet

Zoom FactorWerte über 1.0 zoomen in das Bild, Werte unter 1.0 zoomenaus dem Bild heraus. Ähnlich dem Blow-Up – Vergrößerung des Bildes

Horizontal OffsetBeseitigt stürzende Linien durch die horizontale Ausgleichung des Blickwinkels der Kamera als eine Brechung der gegenwärtigen Aufnahme.

Vertical OffsetVertikale Anpassung des Blickwinkels der Kamera als Brechung der gegenwärtigen Aufnahme.

f-numberBlendenzahl der Kamera, analog zur FotografieBestimmt die Größe der Kamera-Blendenöffnung und damit indirekt auch die Belichtung. Wenn die Belichtungsauswahl aktiviert ist, beeinflussen f-number und Tiefenunschärfe die Helligkeit des Bildes

Targeted - Zielobjekthilfreich bei der Arbeit mit Tiefenunschärfe,Einrichtung eines Zielpunktes

Vertical Shift und Horizontal ShiftVortäuschung von Wechsellinsen mit Hilfe von Guess Vert und Guess Horiz um 2-Punkt Perspektiven zu simulieren. Ähnlich dem Hinzufügen eines Kamera-Korrektur-Modifikators

Specify focusHiermit wird die Entfernung zwischen Kamera und Zielobjekt,die sog. Focus Distance festgelegt

ExposureBei Aktivierung dieser Einstellung beeinflussen f-number, Shutter-speed und ISO-Einstellungen die Helligkeit des Bildes

VignettingAbschattung zum Bildrand hin Der optische Randlichtabfall eines realen Kameraobjektives wird nachempfunden. Zudem kann den Wert des Vignettierungseffektesspezifiziert werden, 0.0 bedeutet keine Vignettierung und 1.0 eine normale Vignettierung

White Balance Steuert den Weißabgleich und erlaubt verschiedene Änderungen desBildergebnisses um Farbstichen vorzubeugen. Hierbei misst die Kamera die Farbtemperatur des Lichts und welche Farben wie stark im Licht vertreten sind. Die Kamera hat nun für verschiedene Farbtemperaturen bestimmte Werte für die Farbverteilung im Licht gespeichert.Objekte innerhalb der Szene, die eine festgelegte Farbe aufweisen werden daraufhin im Bild weiß dargestellt.Hierbei wird nur der Farbton verändert, jedoch nicht die Helligkeit.Es kann zwischen verschiedenen Einstellungen gewählt werden,wichtigste ist hierbei die Tageslicht-Voreinstellung für Außenszenen

Shutter SpeedBelichtungszeit oder Blendenöffnungszeit analog zur Fotografie.Je größer der Wert, desto kürzer fällt die Belichtungszeit aus und desto dunkler wird das Bild.

Shutter AngleBlendenverschlussblickwinkel (in Grad) bei Verwendung einer Cinematic Camera

Shutter OffsetRichtung der Bewegungsunschärfe bei Verwendung einer Movie Cam

Latency CCD Matrix Wartezeit (latency), in Sekunden, für die Videokamera

Film Speed (ISO)Filmstärke (Empfindlichkeit). Kleinere Werte machen das Bild dunkler, während größere Werte es lichtempfindlicher und somit heller werden lassen

Bokeh EffektDiese Parameter kontrollieren den Bokeh Effekt sobald die Depth-of-field Auswahl aktiviert ist. Der Begriff beschreibt das Aussehen oder die Qualität unscharfer Bereiche innerhalb eines Bildes. Der Effekt ist abhängig vom verwendeten Objektiv. So erscheinen unscharfe Bereiche um so weicher, je mehr Seiten die Blende besitzt. Sehr rechenintensiv

BladesAnzahl der Scheiben der Blende und somit deren Form. Ist die Option deaktiviert, wird eine kreisrunde Unschärfe berechnet, ist sie aktiviert, erscheint die Unschärfe polygonal abhängig von der Anzahl der Scheiben

Rotation (deg)Definiert die Ausrichtung / Bewegung der Blades (Scheiben)

Center biasEine beeinflusste Form des Bokeh Effekts. Positive Werte machen die äußeren Kanten (Bereiche der Unschärfe) des Bokeh Effektes heller, negative Werte machen das Zentrum der Effekte heller

AnisotropyErlaubt Dehnungen des Bokeh Effekts horizontal oder vertikal um anamorphe Linsen nachzubilden

Sampling ParameterDieser Parameter kontrolliert die Auswahl der virtuellen Kamera

Depth-of-field DOFMit der Tiefenschärfe-Auswahl wir die Ausdehnung des scharfen Bereichs bestimmt, bis zu einer bestimmten Entfernung wird das Objekt scharf dargestellt. Eine große Schärfentiefe erreicht man durch kleine Blendenöffnungen oder Objektive mit kurzen Brennweiten.Beim sogenannten Film Look wird nur das zentrale Objekt scharf dargestellt alles andere zeichnet sich unscharf ab. Beim Depth-of-Field Effekt wird dieser optische Effekt ins Bild eingerechnet, was zu einer hohen Renderzeit führt.

Motion blurBewegungsunschärfe-Auswahl

SubdivsLegt die Anzahl der Unterteilungen bei der Berechnung, auch als Auflösung bezeichnet, fest, um die Tiefenunschärfe und die Bewegungsunschärfe kalkulieren zu können. Je größer der Wert, desto höher die Qualität der Effekte und desto höher jedoch auch der Zeitaufwand bei der Berechnung

DistortionVerzeichnungskoeffizient der Kamera-Linse. Ein Wert von 0.0 bedeutetkeine Verzeichnung; positive Werte produzieren tonnenförmige Verzeichnungen, während hingegen negative Werte kissenförmige Verzeichnung hervorrufen

Distortion TypeVerwendete Verzerrungsformel wenn der Verzeichungswert bei 0 liegt

QuadraticVerzeichnugnstyp - Einfache Formel

CubicVerzeichnungstyp der in einigen Kamera Tracking Programmen wie SyntEyes Boujou verwendet wird. Bei Nutzung eines dieser Programmesollte man den Cubic Distortion Type wählen

Miscellaneous ParametersDiese Einstellung kontrolliert verschiedene Aspekte der Kamera

Horizontal LineAktiviert die Darstellung der Kamera-Horizont-Linie

Near/Far Clipping RangeDie Near/Far Bereichsauswahl wird teilweise von den atmosphärischen Effekten in 3ds Max verwendet. Mit dieser Einstellung kann man dieNähe- / Ferne Auswahl für das Ansichtsfenster (Clipping Plane) einstellen. Nur Geometrie die sich innerhalb dieser Clipping Range befindet wird hierbei angezeigt. Sinnvoll ist dies in Szenen in denen mit Details gearbeitet wird, die nicht sehr deutlich zu sehen sind. Sobald die Auswahl aktiviert wird erscheinen zwei gelbe Schieberegler, die den Bereich eingrenzen.

Kamera Korrektur Modifier Da der Kamera Korrektur Modifier nicht mit der V-Ray Physical Camera zusammenarbeitet sollte statt dessen die Vertical Shift Parameter der Kamera verwendet werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Bei Verwendung der der V-Ray Physical Camera werden die DOF Einstellungen im Render-Scene-Dialog nicht verwendet. Statt dessen müssen der DOF in der Kamera selbst eingestellt werden.

Kapitel 2Lichtobjekte

V-Ray Light V-Ray Lichtquellen verhalten sich physikalisch korrekt, da sie durch eine dreidimensionale Quelle emittiert werden und nicht von einem Punkt ausgehen. Zudem benötigen V-Ray Lights weniger Renderzeit, haben standardmäßig einen Lichtabfall integriert (Falloff) und werfen immer einen realistisch wirkenden Flächenschatten. Die V-Ray Lichtquellen haben fast die gleichen Parameter wie Standartlichtquellen. Ein wesentlicher Unterschied ist die Möglichkeit, mit verschiedenen Einheiten (Units) der Lichtintensität arbeiten zu können

Lichtquellen

PlaneDas Licht wird von einer Fläche aus emittiert. Je größer die Lichtquelle, desto mehr Licht wird ausgestrahlt und desto weichere Schatten werden geworfen

SphereDas Licht wird von einer dreidimensionalen Kugel aus emittiertAuch hier gilt die Abhängigkeit zwischen Größe und Lichtmenge der Lichtquelle

MeshDie Lichtquelle kann mit einem dreidimensionalen Objekt verknüpft werden und emittiert Licht von dessen Geometrie aus.Je größer die Lichtquelle (das Objekt), desto mehr Licht wird emittiert und desto weichere Schatten werden geworfen

DomeDas Licht wird gleichmäßig in die Szene emittiert um eine diffuse Beleuchtung zu erzeugen, ohne Anwendung von GI und vor allem für Außenvisualierungen geeignet.Position und Größe der Lichtquelle haben keinen Einfluss, es sollte nicht in Richtung x oder y gedreht werden.

Intensity Units

Default (Image)Kein Bezug zu physikalischen Werten, ist dem 3ds Max-internen Multiplikatorsystem nachempfundenLichtintensität und Schattenwurf sind abhängig von der Größe der Lichtquellen

Luminous power (lm)Wird in der Einheit Lumen (Lichtstrom) angegebenPhysikalisch korrekte Größe, Größe der Lichtquelle hat keinen Einfluss

Luminance (lm/m²)Physikalisch korrekte Werte für die Lichtintensität können beispielsweise Katalogen der Leuchtmittelhersteller entnommen werdenDie Größe der Lichtquelle hat entscheidenden Einfluss

Radiant Power (W)Angabe in Watt, beschreibt die gesamte Energie, die von einer Lichtquelle ausgestrahlt wirdBei der Anwendung ist zu beachten, dass beispielsweise eine Glühbirne den Großteil ihrer Energie in Wärme umwandelt, der Wert von 100 Watt einer Glühbirne lässt sich somit nicht direkt übertragenDie Größe der Lichtquelle hat keinen Einfluss

Radiance (W/sr/m²)Gibt die gesamte Energie einer Lichtquelle pro Raumwinkel pro Quadratmeter an. Die Größe der Lichtquelle beeinflusst die Gesamtenergie, die von der Lichtquelle ausgestrahlt wird

V-Ray IESIES Dateien werden von Leuchtmittelherstellern zur Verfügung gestellt. Es können hier physikalisch korrekte Leuchten real nachgebildet werden. Das Verhalten entspricht, wie in der Realität, einem dreidimensionalen Objekt, das Licht emittiert. Es werden das Abstrahlverhalten der Leuchten und die Einwirkungen eingebauter Reflektoren berücksichtigt. Die Lichtverteilung im Raum und an den Wänden ist realistischer als bei Standardlichtquellen. Es ist wichtig die Option Light Shape zu aktivieren. Es können somit weiche Schatten berechnet werden, wie sie bei der Berechnung einer dreidimensionalen Lichtquelle in der Realität entstehen. Die Renderzeit ist länger, das wird jedoch durch einen Zugewinn an Realität in der Szene wettgemacht.

V-Ray Sun

Sie ist eine V-Ray spezifische Lichtquelle und ihre Funktionsweise unterscheidet sich von anderen Lichtquellen. Es wird ein Tageslichtsystem simuliert, bestehend aus Sonne (direktem Licht) und Himmel (diffusem Licht). Beim Erstellen einer V-Ray Sun wird automatisch ein V-Ray Sky Shader in den Kanal der Environment Map gelegt. Sie hat die gleiche Intensität wie die reale Sonne. Die Farbe und die Lichtintensität werden bei der V-Ray Sun wie in der Realität durch ihre Position bestimmt. So werden beispielsweise weichere Schatten geworfen, je tiefer die Sonne steht. Insofern kann der Wert Intensity Multiplier über die Intensität eingestellt werden. Es gibt zwei Möglichkeiten mit dem Sonnensystem zu arbeiten. Einmal kann man die Intensität über den Multiplier auf 0.001 setzen, um sie mit anderen Lichtquellen ohne Belichtungskorrektur einsetzten zu können. Allerdings ist das nicht empfehlenswert, das Ergebnis ist nicht physikalisch korrekt. Besser verwendet man hier die physikalische Kamera, die V-Ray Physical Cam.

TurbidityTrübung, Grad der LuftverschmutzungJe größer der Wert, desto weniger Energie der Sonne kommt an, die Schatten werden weicher, das Bild färbt sich rötlich

OzoneBeeinflusst die Lichtfarbe, gelbe Färbung bei einem Wert um 0, blaue Färbung bei einem Wert von 1

Intensity MultiplierLichtintensität der Sonne, der Wert von 1,0 ist physikalisch korrekt, aber nur unter Verwendung der V-Ray Physical Cam

Size multiplierBeeinflusst die Größe der SonneJe größer die Sonne, desto weichere Schatten werden geworfenEmpfehlenswert sind Werte zwischen 0.5 und 5

Shadow subdivsJe größer der Wert, desto besser ist die Auflösung der Schatten und die Qualität aber desto länger ist auch die Renderzeit Werte zwischen 8 und 64 sind empfehlenswert, abhängig von der Entfernung des Betrachters zum Schatten

Shadow BiasAbrücken des Schattens eines Objekte vom Objekt selbstWerte unter 0 rücken den Schatten vom Objekt ab, Werte über 0 ziehen den Schatten an das Objekt heranWählen sie Werte über 0 um realistische Ergebnisse zu erhalten und Fehler in der Berechnung zu vermeiden

Photon Emit RadiusInnerhalb dieses Radius werden Photonen emittiert, welche zur Berechnung einer Caustic genutzt werden können

V-Ray Sky

Der V-Ray Sky, also der Himmel, bietet die gleichen Einstellungsmöglichkeiten wie die Sonne und ist standardmäßig mit der Sonne verknüpft. Er beeinflusst den diffusen Lichteinfall in der Szene. Der Shader, über den sich die Parameter einstellen lassen, liegt im Kanal Environment Map im Environment and Effect Dialog. So lässt sich der Himmel auch getrennt vom Stand der Sonne beeinflussen und man kann beide unabhängig voneinander einstellen. Zusammenfassung Vor- und Nachteile von V-Ray Sun und V-Ray Sky – Tageslichtsystem

VorteileLeicht einzurichten und zu modifizierenGute Ergebnisse bei geringem AufwandPhysikalisch korrektGut geeignet für Tageslichtsituationen

NachteileLängere Renderzeiten im Vergleich zu StandardlichtquellenBegrenzte EinstellungsmöglichkeitenZusätzliche Lichtquellen in der Szene müssen mit photometrischen Daten arbeitenKenntnisse über Fotografie notwendig,, um mit V-Ray Physical Cam arbeiten zu können

Kapitel 3Rendereinstellungen

V-Ray Frame Buffer

Ergänzend zum 3ds Max Rendered Frame Window (RFW oder VFB), kann mit V-Ray ein spezifischer Bildspeicher gerendert werden, welcher einige zusätzliche Möglichkeiten bietet:Alle gerenderten Elemente können in einem einzigen Fenster angesehen werden und es kann einfach zwischen ihnen gewechselt werden.Das Bild behält das vollständige 32-bit Fließkomma FormatErlaubt einfache Farbkorrekturen im gerenderten BildMan kann die Anzahl der Buckets mit denen das Bild gerendert wird festlegenZeigt das letzte VFB – Wenn man mit dem V-Ray VFB rendert aber dieser schon geschlossen ist, kann mit hier das Bild wieder geöffnet werden.

Enable Built in Frame BufferAktiviert die Nutzung des Built-in V-Ray Frame Buffer. Aus technischen Gründen wird der originale V-Ray Frame Buffer zusätzlich erzeugt. Jedoch bei dieser Aktivierung wird V-Ray keine Daten dem 3ds Max Frame Buffer zurendern. Um Speicherplatz zu sparen wird empfohlen die originale 3ds Max Auflösung auf einen sehr kleinen Wert einzustellen, beispielsweise 100 x 100 und den 3ds Max Virtual Frame Buffer von den normalerweise verwendeten 3ds Max Einstellungen auszuschalten.

Rendern im Frame BufferErzeugt einen V-Ray Frame Buffer und nutzt diesen um Farbdaten zu speichern, die man während und nach dem Rendern überwachen kann. Wenn man wirklich hochauflösend rendern möchte würde das jedoch nicht in den Speicher passen oder viel Ram fressen und die Szene dadurch auch nicht sauber und ordentlich rendern. Man kann dieses Feature deaktivieren und nur das Render to Ray raw image file-feature verwenden.

Output Resolution Auflösung des Bildes innerhalb des V-Ray Frame Buffers

Get resolution from 3ds MaxHierbei verwendet der V-Ray VFB die Bildauflösung der in 3ds Max eingestellten Render Einstellungen

Pixel AspectSpezifiziert die Bildpunkt Perspektive für das zu rendernde Bild im V-Ray frame Buffer

Render to V-Ray raw image fileV-Ray schreibt das Originalbild direkt auf die Festplatte sobald es gerendert wird. Da es keine Daten im RAM speichert eignet sich diese Einstellung um hohe Auflösungen zu rendern und dabei Speicherplatz zu sparen. Um zu sehen was gerendert wird kann die Einstellung Generate Preview aktiviert werden.

Generate PreviewErstellt eine kleine Vorschau von dem was gerendert wird. Wenn man nicht den V-Ray Memory Frame Buffer nutzt um ressourcenschonend mit seinem Speicherplatz umzugehen (Rendert o Memory Frame Buffer is off).

Save Seperate Render ChannelsDiese Option ermöglicht es, die Channels des VFB in separate Dateien zu speichern. Mit dem Browse Button können Dateien / Ordner festgelegt werden. Diese Option kann nur verwendet werden, wenn mit einem Memory Frame Buffer gerendert wird. Wenn das Rendering nur mit einem raw image file erstellt wurde, können die Render Channles vom Ordner entpackt werden, sobald das Rendering fertig ist.

Save RGB and Save AlphaDas Rendern von RGB und Alpha Kanälen wird deaktiviert. Dies kann hilfreich sein wenn man nur andere Renderkanäle generieren (entwickeln) möchte.

Versteckte ParameterEs gibt einige versteckte Einstellungen des VFB; die nicht in der Vorschau verfügbar sind.Siehe Max Script

V-Ray Global Switches

Einige grundlegende Einstellungen des Renderings, mit Auswirkungen auf die gesamte Szene, werden hier vorgenommen.

Geometry AuswahlDisplacementV-Rays eigenes Displacement (Abstand) Mapping wird aktiviert und deaktiviert.Was jedoch keine Auswirkungen auf das Max Standart Displacement Mapping hat, das mit den Corresponding Parametern im Render-Scene-Dialog eingestellt wird.

Force Back Face CullingBack Face Culling (Standart) für die Kamera und Schattenstrahlen. Wenn diese Option aktiviert ist, so sind die Oberflächen der Objekte die von der Kamera weggedreht sind (oder die Lichtquelle – wenn man Schatten verfolgt) komplett transparent. Man kann so in geschlossene Objekte sehen wenn die Kamera sich außerhalb befindet.

Lightning Aktiviert oder deaktiviert alle Lichter. V-Ray verwendet dann die Default Lights(vorgegebenes Licht). Diese erhellen eine Szene solange kein anderes Licht erstellt wurde.

Default LightsKontrolliert die Standardlichter in der Szene.Aus - sind die Standardlichter in der Szene immer aus.An - die Default Lights sind immer an wenn es keine Lichter in der Szene gibt oder man die Beleuchtung global deaktiviert (siehe Licht-Parameter)

Sie bestehen aus zwei Omni Lichtern, eins von oben nach links, das andere von unten nach rechts. Das Default Lightning verschwindet sobald man ein Licht in die Szene setzt und taucht wieder auf sobald man es entfernt.

Off with GIDie Standardlichter werden nicht verwendet wenn die Global Illumination aktiviert ist oder wenn sich Lichter in der Szene befinden.

Hidden LightsAktivierung nicht sichtbarer Lichter. So werden auch unsichtbare Lichter gerendert

ShadowsSchatten werden hiermit aktiviert / deaktiviert

Show GI Only Das Direct Lightning wird bei dieser Auswahl nicht im Rendering verwendet.Zwar werden für die GI Kalkulation die Lichter berücksichtigt jedoch am Ende nur das Indirect Lightning in der Szene sichtbar sein.

Material AuswahlReflection / RefractionBerechnet Reflektionen und Lichtbrechungen in den V-Ray Maps und Materialien

Max DepthBegrenzt die Tiefe der Reflektionen und Lichtbrechungen. Sonst wird die Tiefe lokal durch die Materialien / Maps kontrolliert.

Maps Auswahl

Filter MapsDie Tiefe des Map Filtering wird dann durch die Einstellungen der Texture Map bestimmt. Wenn diese Einstellung deaktiviert ist so wird kein Filtering durchgeführt.

Filter Maps for GITexturen werden während der GI Kalkulationen und Glossy Reflections / Refractions gefiltert.Die Geschwindigkeit der Berechnung steigt, sobald man die Auswahl deaktiviert.

Max. transp LevelsKontrolliert die Tiefe bis zu der transparente Objekte aufgespürt werden

Transp. CutoffKontrolliert, wann das Aufspüren von transparenten Objekten beendet wird. Wenn die angesammelte Transparenz eines Strahls unter diesem Wert liegt, wird kein Weiteres Aufspühren ausgeführt.

Override MtlErlaubt dem Nutzer Material während des Renderings zu überschreiben. Alle Objekte werden mit dem gewählten Material überschrieben.

Override ExcludeIm Include / Exclude Dialog werden die Objekte die mit einem Material überschrieben werden ausgewählt.

Glossy EffectsGlossy Reflections können mit Nicht – Glossy ersetzt werden, sinnvollerweise verwendet bei Testrenderings

Indirect Illumination AuswahlHierbei werden nur die relevanten Global Illumination Maps (Photon Maps, Light Maps, Irradiance Maps) berechnet. Geeignet für die Berechnung von Fly-Throug Animationen jedoch nicht für finale Renderings

Raytracing Auswahl - Lichtstrahlen

Secondary Rays BiasBeinhaltet einen kleinen positiven Ausgleich der allen Secondary Rays (Strahlen) hinzugefügt wird. Verwendet wird dies bei Overlapping Faces in der Szene um kleine schwarze Punkte zu vermeiden. Sinnvoll auch mit der Render-to-Texture- Einstellung.

Compability AuswahlÄltere V-Ray Versionen verwendeten leicht veränderte Berechnungsmodelle für die V-Ray Sun, V-Ray Sky und die V-Ray Physical Camera die nicht gänzlich physikalisch exakt waren. Wenn diese Einstellung deaktiviert ist (Standardeinstellung), verwendet V-Ray verbesserte und genauere Modelle. Wenn diese Einstellung aktiviert ist, schält V-Ray auf die alten Modelle, die mit alten Szenen kompatibel sind, um. Wenn eine alte Szene geöffnet ist, taucht automatisch ein Dialog auf der nach der Änderung der Einstellung fragt.

Man sollte 3ds Max Photometric Scale verwenden, wenn aktiviert (Standard), diese Einstellung passt das VRay Light, V-Ray Sun, V-Ray Sky und V-Ray Physical Camera den Photometric Units die in 3ds Max in seinen Photometric Lights verwendet werden, an. Wenn das deaktiviert ist operieren diese Plug-ins im internen Photometric Space, wie in älteren Versionen von V-Ray. Wenn man diese Einstellung aktiviert lässt so wird ein V-Ray Light mit einer gegebenen Kraft einem 3ds Max Photometric Light mit der gleichen Stärke angepasst.

Image Sampling (Antialising)

Trotz extrem hoher Einstellungen in andere Bereichen wie GI und den Materialien wird das Image Sampling benötigt um ein qualitativ hochwertiges Rendering zu erzeugen.Das Image Sampling kontrolliert die Ausführung der Kantenglättung einer Szene, hierbei werden Mängel im Rederingprozess beseitigt, die durch drastische Farbänderungen hervorgerufen wurden. Das kann bei Bereichen im Bild passieren, die vom Programm selbst auf die zu verwendende Farbe getestet werden, die für einen Pixel verwendet wird, so bleibt beispielsweise das Zentrum des Pixels dabei unberücksichtigt und der gesamte Pixel wird einheitlich eingefärbt, wenn V-Ray nur ein Muster pro Pixel verwendet.Da sich jedoch Objekte, Materialien und Licht innerhalb der Spanne eines Pixels ändern können, sollte nicht ein Teil des Pixels die gesamte Farbe vorgeben, so würde das Bild sonst einen kantigen verarbeiteten Eindruck machen.Bei Subpixel Sampling wird V-Ray nun dazu aufgefordert jeden Pixel in kleine Subpixel zu unterteilen und führt dann die Bemusterung im Zentrum jedes einzelnen Subpixels aus. Man erhält so die bestmögliche Farbe eines jeden Pixels. Je mehr Subpixel verwendet werden desto besser kann der Image Sampler Fehler in den einzelnen Pixeln ausmachen und die letztendlich verwendete Farbe bestimmen. Das Image Sampling ruft normalerweise jedoch auch ein leichtes granulares Rauschen im Bild hervor, das allerdings auch durch das Brute Force Render Engine entstehen kann. Falls großes fleckiges Rauschen im Bild erscheint so ist der Grund hierfür die Irradiance Map oder das Light Cache. Einzige Ausnahme hierbei bilden HDRIs.

Image SamplerEs können drei Arten von Image Sampling innerhalb V-Rays durchgeführt werden: Fixded, Adaptive DMC und Adaptive Subdivision. Um zu entscheiden welche Methode man am besten verwendet, sollte man mit kleinen Ausschnitten experimentieren.

Fixed RateDiese Methode verwendet eine festgelegte Anzahl Sample je Pixel. Wenn der Subdivs Wert auf dem Standartwert von 1 eingestellt ist, so wird im Zentrum des Pixels ein Sample verwendet. Der Vorteil dieser Methode ist, dass man genau weiß wie viele Sample je Pixel angewendet werden. Jedoch ist dieser Sampler nicht lernfähig, so werden bei einem Rendering, auch wenn nicht benötigt, die eingestellte Anzahl der Subpixel verwendet. In Folge dessen wird er ausschließlich als Produktionsrenderer genutzt und wenn die Szene eine Vielzahl an Rauscheffekten oder sehr detaillierten Texturen beinhaltet. In Szenen mit einem hohen Detailgrad oder Rauscheffekten sollte ein Wert von über 4 verwendet werden, um keine Details zu verlieren.

Adaptive DMCWie der Name schon sagt ist dieser Sampler lernfähig, so kann er ein größeres oder geringeres Sampling, falls nötig ausführen. Er unterteilt die Pixel die von der Min Subdivs festgelegt wurden und falls nötig werden zusätzliche Unterteilungen gemacht. Wenn dem Image Sampler die Farbvariation zwischen angrenzenden Pixeln zu hoch ist so wird er das Pixelteilen so lange fortsetzen bis die Farben sich sehr ähnlich sind oder der Maximale Subdivisions Wert erreicht ist.Die Einstellung, die darüber entscheidet, wie sehr sich die Farben der Pixel ähneln, ist der Noise Threshold Value innerhalb des DMC Sampler Rollout.Da der Noise Threshold Value das akzeptable Rauschen in allen sonstigen V-Ray Einstellungen die Rauschen beinhalten können, kontrolliert, erhält man mit dem Hochsetzen des DMC Wertes für alle Blurry Effects eine höhere Qualität auch wenn diese nicht notwendig ist. Hierzu zählen Beispielsweise GI, Depth-of-Field, Motion Blur, Glossy Reflection and Refraction. Aus diesem Grund sollte die Use DMC Sampler Thresh Einstellung in der Regel immer deaktiviert sein und stattdessen die akzeptable Farblevel-Variation mit Hilfe des Color Thresh Wertes innerhalb des Adaptive DMC Image Sampler Rollout verändert werden. Hier kann man die Qualität des Image Sampling unabhängig von allen anderen Blurry Effekten kontrollieren. Trotzdem sollte der Color Thresh Value nicht überschätzt werden. Dieser Wert kontrolliert wie anpassungsfähig der Image Sampler ist. Wenn man den Wert auf 0.0 setzt so erhält man ein rauschfreies Bild. Was natürlich nicht möglich ist, was bestenfalls machbar ist, dass V-Ray den Max Subdivs Wert jedem Pixel in der Szene hinzufügt. Selbst wenn m an den Color Thresh auf

0.0 setzt und einen Min und Max Wert von 1 und 4 eingibt, erhält man das gleiche Ergebnis wie mit dem Fixed Image Sampler und einem Subdivs Wert von 4.Für die meisten finalen Renderings ist das der beste Renderer, er sollte jedoch nicht für Testrenderings verwendet werden, da der Adaptive Subdivision Sampler viel schneller arbeitet. Empfohlen werden Werte zwischen 2 und 5 für die finalen Renderings, oder 3 und 6 wenn notwendig. Wenn man Min Werte unter 2 verwendet wir V-Ray meist nicht ausreichend Samples in der Szene hinzufügen (auf Grund des festgelegten Color Thresh Wertes). Auch Werte über 6 sollten nicht verwendet werden, da man die Verbesserungen die durchgeführt werden, nicht mehr sehen kann, trotzdem jedoch eine viel längere Renderzeit beansprucht wird.

Adaptive Subdivision SamplerDieser Sampler bietet eine andere adaptive Auflösung für Image Sampling, hier können weniger als 1 Sample per Pixel verwendet werden. So werden Pixel gruppiert, und ein Muster für die gesamte Gruppe gewählt. Der Adaptive Subdivision Sampler und der DMC Sampler sind hierbei jedoch durchweg verschieden sobald man Werte unter 0 verwendet. Wenn eine Min Rate von Zero festgelegt ist, werden die Ecken der Pixel für die Musterung verwendet und nicht die Zentren der einzelnen Pixel. Wenn Werte unter 0 verwendet werden, verwendet der Adaptive Subdivs Sampler immer noch die Samples im Zentrum jedes Pixels, obwohl das ziemlich wage ist, hier die genaue Anzahl der Pixel zu bestimmen. Trotzdem kann ungefähr festgelegt werden dass ein Wert von -1 an jede Ecke vertikal und horizontal springt, und das Ergebnis aus Blöcken von 2x2=4 Pixeln besteht. Bei einem Wert von -2 erhält man Blöcke von 4x4=16 Pixeln und so weiter. Die aktuelle Block-Größe beträgt immer 2.Wenn man keine Blurry-Effects und detaillierte Texturen und Objekte verwendet, ist dieser Sampler eine mögliche Alternative. Bei Szenen mit großen Bereichen oder weichen Oberflächen, wie beispielsweise eine große Wand mit einer weichen Erscheinung ist der Adaptive Subdivision Sampler unschlagbar. Aber wenn man nicht darum herum kommt einen negativen Wert zu verwenden, sollte man diesen nicht nehmen.Ein weiterer Nachteil dieses Samplers ist, dass er mehr Ram als andere Sampler braucht und da RAM sehr kritisch bei Produktionsrederings ist, ist dies noch ein weiterer Grund weswegen er NUR für Testrenderings geeignet ist.

Vorgeschlagene Render EinstellungenTest RenderingsAdaptive Subdivision with Min/Max = -1/2 and Clr thresh = 0.1 (i.e., default values)Production RenderingsAdpative DMC with Min/Max = 2/5 up to 3/6, Use Noise Thresh = disabled, Clr thresh = 0.005 downto 0.003

Environment Lightning

Environment Lightning entspricht der einfachen Beleuchtung der Szene mit Skylight. Dies kann auf verschiedene Arten geschehen. Durch Bilder, einem V-Ray Dome Light, einer V-Ray Sky Map, einem IES Sky, oder es kann direkt durch das V-Ray Environment kontrolliert werden. GI Environment (Skylight) OverrideWenn die GI in V-Ray aktiviert ist, so wird automatisch die Hintergrundfarbe die im Environment und Effekt Dialog eingestellt ist, verwendet, um die Szene zu beleuchten. Die einzige Möglichkeit für das Skylight eine Szene nicht durch das GI zu beeinflussen ist, eine schwarze Hintergrundfarbe einzustellen. Mit einer rein schwarzen Farbe gibt es kein Skylight und mit einer rein weißen Farbe wird ausschließlich Skylight verwendet, zumindest so viel wie es der Multiplier Wert erlaubt. Die Farbe kontrolliert nicht nur die Stärke den Skylight sondern auch dessen Farbe. Wenn man dem zufolge die Art von Skylight, die man während eines Sonnenuntergangs sieht, simulieren möchte, so muss man nur die dazugehörige Farbe auswählen.Das Environment Rollout innerhalb V-Rays enthält ein Environment Color Override, der wenn er aktiviert ist, alle Farbe die im Environment und Effekts Dialog zugewiesen sind, überschreibt. Wenn keine anderen Lichter in der Szene existieren kann das Farbmuster in jedem Bereich handeln als wäre es die einzige Quelle der Beleuchtung.Die Stärke des Environment Light wird nicht nur von einem Farbmuster bestimmt, sondern auch vom Multiplier Wert. Hingegen, wenn eine Map im Environment Channel verwendet wird, so bleibt das jeweilige Farbmuster und der Multiplier unberücksichtigt. Eine der wichtigen Dinge die es zu beachten gilt ist, falls man bildbasierende Environment Beleuchtung verwendet, sollte das Licht immer an dem V-Ray Dome Light angebracht werden und nicht am Environment Chanel. Wenn man ein HDRI dem V-Ray Dome hinzufügt resultiert das immer in besserer bildbasierender Beleuchtung.Reflection/Refraction Environment OverrideDieser legt die Farbe und Intensität der Lichtbrechungen und Reflexionen des Umgebungslichts in der Szene fest. Man kann hier ein Bitmap verwenden um die Farbe einzustellen, aber falls man das verwendet braucht man ein Output Map für die Intensität da der Multiplier Parameter nicht mit Bitmaps arbeitet.

Color Mapping

Das Color Mapping (auch Farbton-Abbildung) kann verwendet werden, um die finale Farbe der Bildschirmpixel zu verändern. Teilweise enthält ein Bild eine höhere Anzahl an Farben, als auf einem Computerbildschirm dargestellt werden können. Color Mapping hat die Aufgabe der Neu-Abbildung der Bildwerte, die geeignet für die Bildschirm-Aufgaben sind.Color Mapping ist die V-Ray Version von Exposure Control (Belichtungsregelung /--Streuung), einer realen Kamera. Auch vergleichbar mit der Art wie das menschliche Auge sich verändert, um mehr oder weniger Licht durch die Retina zu lassen.Die Verwendung der Exposure Control innerhalb der Environment und Effekts Dialog Box ist jedoch keine so gute Idee da Color Mapping in V-Ray viel mehr Kraft und Flexibilität bietet als Exposure Conrtrol, bei Verwendung beider Einstellungen kommt man zu einer zweifachen Verwendung. Empfohlen werden drei der sieben verschiedenen Color Mapping Artren: Exponential, HSV Exponential und Reinhard.

Das Color Mapping und alle Optionen multiplizieren die finale Intensität aller Pixel innerhalb seines Bereichs zwischen 0-255 um den gleichen Wert. Für jede Farbe resultiert eine Intensität von 0 in schwarzen Pixeln und eine Intensität von 255 in weiß. Alle Pixel zwischen 0 und 128 werden um den gleichen Grad erhellt und alle Pixel von 129 bis 255 werden um den gleichen Grad abgedunkelt. Hierbei werden einige Pixel jedoch über das 255 Pixel Level angezeigt. Beispielsweise wenn man mit dem bloßen Augen in de Sonne sieht, möchte man naturgemäß seine Augen schließen um sie nicht zu schädigen. Wenn man nun ein Bild mit einer Mittagssonne macht, und mit dem bloßen Auge dieses ansieht, so sieht man nur die Farbe weiß. Wenn man mit bloßem Auge die Sonne ansieht, sieht man reines Weiß das einer Farbe von 255 entspricht, aber die Sonne scheint mit Leuchtstärke und Strahlung, die das Auge verbrennen. Die Farbe der Sonne wird in einer Fotografie als reines Weiß festgehalten, nichts mehr, da die Beleuchtung bei einem Wert von 255 angeklammert wird. Das Gleiche passiert automatisch beim Color Mapping. Beleuchtung in einem Bild das einen höheren Wert als 255 besitzt, wie ein direkter Blick auf die V-Ray Sun wird an diesem Wert abgeschnitten.

TypeArt der verwendeten Transformation (Abbildung).

Linear multiplyMultipliziert einfach die finalen Bildfarben, basierend auf ihrem Helligkeitswert. Farbkomponenten die zu hell sind (über 1.0 oder 255) werden clipped (gestutzt / abgeschnitten), was zu ausgebrannten Stellen in der Nähe von hell beleuchteten Lichtquellen führen kann.

ExponentialDiese Einstellung sättigt die Farben basierend auf ihrer Helligkeit, das beugt Burnouts innerhalb des Bildes vor (beispielsweise rund um Lichtquellen etc.). Diese Einstellung clipped helle Farben nicht, stattdessen sättigt sie diese. Das Resultat hierbei, helle Bereiche im Bild erscheinen nicht zu Hell und Dunkle nicht zu dunkel.

HSV ExponentialBei Aktivierung dieser Funktion werden die Farbwerte im sog. HSV Modell abgearbeitet (Ton, Sättigung und Helligkeit). Farbinformationen bleiben somit erhalten und beispielsweise bei einer helleren Beleuchtung wird ausschließlich die „V“ (Helligkeits-) Komponente angepasst. So schützt diese Einstellung Farbton und Sättigung, anstatt die Farbe in Richtung weiß auszuwaschen und erzeugt somit lebhaftere Farben. Die HSV-Funktion verhindert bei einer Erhöhung der Helligkeit dass der Farbton heller wird (dunkelgrün – hellgrün) und somit einem Verbleichen der Farbe.

Die Eingaben bei „Dunkel multiplizieren“ und „Hell multiplizieren“ steuern die hellen und die dunklen Bereiche der Szene. Hat man den Eindruck, dass die Szene zu dunkel wirkt, aber per Lichtquelle oder per GI kann nichts mehr daran verändert werden, dann erhöht man den Wert für „Dunkel multiplizieren“ und das Bild wird beim Rendern direkt um den Faktor der Eingabe erhellt. Genauso verhält es sich für den Fall, dass die Szene zu hell erscheint, dann wird ein Wert in den Bereich „Hell multiplizieren“ eingeben, und die Szene somit abgedunkelt.

Intensity exponentialDiese Einstellung ist ähnlich der Exponential, aber es schützt den Anteil der RGB Farbkomponenten und hat nur Auswirkung auf die Intensität der Farben.

Gamma CorrectionDiese Einstellung legt eine Gamma Kurve für die Farben an. In diesem Fall ist der Dark Multiplier der generelle Multiplier der Farben bevor sie gamma-corrected werden. Der Bright Multiplier ist das Gegenteil des Gamma Wertes (z.B. für Gamma 2.2 muss der Bright Multiplier 0.4545 sein).

Intensity GammaDiese Einstellung fügt eine Gamma Kurve der Intensität der Farben hinzu - anstatt für jeden Channel (r/g/b) einzeln zu rechnen

ReinhardDas ist eine sehr gute Wahl, da es eine Mischung aus linearen und exponentiellem Color Mapping beinhaltet. Lineares Color Mapping dupliziert die Farben, was zu ausgebrannten Flecken in hellen Bereiche führen kann, während Exponential große Änderungen im Farbton und der Sättigung beinhaltet. Die Mischung aus diesen zwei Color Mapping Arten wird vom Burn Wert kontrolliert. Wenn der Burn Wert auf 1.0 steht ist das Resultat ausschließlich Linear Color Mapping bei 0.0 ist es exponential. Ein guter Weg um mit dem Color Mapping zu beginnen ist es, das Rendern der Szene mit Reinhard zu beginnen und den Burn Value auf 0.5 zu setzen. Das beinhaltet einen 50/50 Verschnitt von Linear und Exponential und das Resultat ist normalerweise eine gute Grundlage für Testrenderings der Szene. Wie in vielen anderen Bereichen von V-Ray muss man auch hier verschiedene Color Mapping Arten und verschiedene Einstellungen innerhalb der verschiedenen Arten testen.Das bedeutet beispielsweise im Falle von Reinhard, sobald eine Szene übermäßig viele helle High-lights besitzt, muss der Burn Wert herabgesetzt werden und näher an die Exponential Color Map-ping gebracht werden.Mit den ersten vier Mapping Arten im drop-down-Menü kann die Beleuchtung dunkler Bereiche heller oder dunkler gemacht werden, unabhängig von den hellen Bereichen.

Bright multiplierMit dem Hochsetzen des Bright multiplier werden bereits helle Bereiche der Szene heller, wenn man ihn herabsetzt, vermindert das die hellen Bereiche der Szene.

GammaDieser Parameter kontrolliert die Gamma Korrektur für das ausgegebene Bild, ungeachtet der Color Mapping Methode. Dabei muss beachtet werden, dass der Wert hier das Gegenteil des Wertes beträgt, der für die Gamma Korrektur Color Mapping Art verwendet wird. Beispielsweise um das Bild für ein 2.2 Gamma Bildschirm zu korrigieren muss man die Gamma Parameter einfach auf 2.2 setzten.

Sub-pixel MappingDiese Einstellung kontrolliert, ob Color Mapping den finalen Bildpixeln hinzugefügt wird, oder zu den individuellen sub-pixel Samples. In älteren Versionen war diese Einstellung meist aktiviert, allerdings ist sein Standardwert nun aus, da dies korrektere Renderings produziert, besonders wenn man die Allgemeine-Einstellungen-Methode verwendet.

Clamp Output KlammerproduktionDie Farben werden hierbei nach dem Color Mapping befestigt. In manchen Situationen ist das nicht wünschenswert (beispielsweise wenn man auch eine Kantenglättung einzelner HDR Abschnitte /Teile des Bildes machen möchte – in diesem Fall muss man das Clamping ausmachen.

Clamp LevelSpezifiziert den Grad an welchem Farbkomponenten abgeklemmt werden wenn die Clamp Output Option an ist.

Affect BackgroundWenn das deaktiviert ist, wird das Color Mapping Farben die dem Hintergrund angehören, nicht beeinflussen.

Don´t affect colors (Adaption Only) Farben nicht beeinflussen (nur Adaptionen/Anpassungen)Wenn diese Einstellung an ist wird die Color Mapping nicht für das finale Bild verwendet, allerdings wird V-Ray mit allen Kalkulationen fortfahren als wenn Color Mapping hinzugefügt wurde (z.B. das Noise Level wird dementsprechend korrigiert). Das kann zum Beispiel nützlich sein wenn man weiß man wird später einige Farbkorrekturen im Bild vornehmen, aber möchte das Rendering im linear Space belassen für Zusammensetzungsabsichten (Composite Purposes). Trotzdem wird die Clamp Output Einstellung eine Einfluss haben unabhängig vom Wert des Don´t affect Colors Einstellung.

Linear WorkflowWenn diese Einstellung aktiviert ist, wird V-Ray automatisch die Umkehrfunktion der Gamma Korrektur hinzufügen die man im Gamma Feld aller V-Ray Materialien in der Szene festgelegt hat. Man muss dabei beachten, dass diese Einstellung stattdessen nur für schnelles Konvertieren alter Szenen die nicht mit korrektem Linear Workflow gemacht wurden eingesetzt wird. Diese Einstellung ist kein Ersatz für korrekten Linear Workflow.

Dark multiplierDer Dark Multiplier funktioniert auf die gleiche Weise. So bewirkt das heraufsetzen des Dark Mul-tipliers eine Erhöhung der Belichtung. Die folgende Illustration zeigt Beispiele des Default Linear Color Mapping im Zusammenhang mit den anderen nutzbaren Optionen.

Diese Einstellung hilft, überbelichtete Bereiche zu reparieren, es reduziert zudem die Helligkeit von Objekten die wir gerne heller hätten. Es ist jedenfalls besser, das Rendering neutral zu lassen und Helligkeit nur bestimmten Bereichen später während der Post-Produktion hinzuzufügen. Es ist zu-dem besser dem Bild Helligkeit zuzufügen als diese zu minimieren.

Vorgeschlagene Render EinstellungenTest RenderingsReinhard mit einem Burn value von 0.5, Sub-pixel mapping = aktiviert, Clamp output = aktiviert, Affect Background= deaktiviertProduction RendererExponential, Sub-pixel mapping = aktiviert, Clamp output = aktiviert, Affect background – deaktiviert

V-Ray Camera

ZielDie V-Ray Physical Camera, bildet eine reale Kamera mit deren Einstellungen und Funktionen nach. Sie bestimmt die Lichtstrahlen, die innerhalb einer Szene gesetzt werden, was im Wesentlichen dem entspricht, wie eine Szene auf den Bildschirm projiziert wird.

Camera TypeHierbei werden auch orthografische Blickwinkel unterstützt.

StandardEine Standard Lochblendenkamera (phinole)

Spherical (kugelförmig)Die Kameralinse hat hierbei eine sphärische Form

Cylindrical (point)Alle Lichtstrahlen haben einen gemeinsamen Ursprung – sie werden vom Zentrum des Zylinders abgegeben. In vertikaler Richtung agiert die Kamera wie eine Lochblendenkamera und in horizontaler Richtung wie eine sphärische Kamera

Cylindrical (ortho) In vertikaler Richtung agiert die Kamera als orthografischer Blick und in horizontaler Richtung als sphärische Kamera

BoxDie Box Kamera besteht aus sechs Standard Kameras platziert an den Seiten einer Kiste. Diese Kamera eignet sich sehr gut für Umgebungs-Maps von Luftbildvermessungen.

Fish EyeDiese spezielle Art Kamera fängt die Szene wie eine normale Lochblendenkamera ein, dabei weist sie auf eine absolut reflektierende Sphäre, welche die Szene in den Kamerablendenverschluss reflektiert. Man kann Dist/FOV Einstellungen nutzen, um den Teil der Sphäre der von der Kamera festgehalten wird zu kontrollieren. Die Sphere hat hierbei immer einen Radius von 1.0.

Warped spherical (Verzogen sphärisch)Eine andere sphärische (kugelförmige) Kamera mit leicht unterschiedlichen Abbildungsformeln.

Override FOV - FOV ausschaltenMit dieser Einstellung kann man den 3ds Max FOV Winkel ausschalten. Da manche Kameratypen FOV Reichweiten von 0 -360 Grad besitzen, wohingegen die Kameras in 3ds Max auf 180 Grad beschränkt sind. FOV wird hier mit dem FOV Winkel angegeben, nur wenn dieser eingeschaltet ist unterstützt der aktuelle Kameratyp FOV Winkel.

HeighHier wird die Höhe der Cylindrical (ortho) Kamera eingestellt. Diese Einstellung ist nur bei der Cylindrical Camera verfügbar.

Auto-fitAuto-fit Option der Fish-Eye Kamera. Hierbei wird der District Wert von V-Ray automatisch kalkuliert, so dass das gerenderte Bild horizontal mit den Bilddimensionen übereinstimmt.

DistÜber diese Einstellung verfügt nur die Fish-Eye Kamera. Die Fish-Eye Kamera wird als Standardkamera simuliert, die direkt auf eine absolute reflektierende Sphere hindeutet (mit einem Radius von 1.0). Der Dist-Wert kontrolliert, wie weit die Kamera vom Zentrum der Sphere entfernt ist (das bedeutet, wie viel von der Kugel von der Kamera beschnitten wird).Wichtig hierbei ist die Aktivierung der Auto-fit Option

CurveDieser Wert kontrolliert die Verzerrung einer Fish-Eye Kamera indem er den Winkel kontrolliert, durch den die Lichtstrahlen (Rays) auf der virtuellen Sphäre der Kamera reflektiert werden.Der Wert von 1.0 entspricht einer realen Fish-Eye Kamera, niedrigere Werte erhöhen die Verzerrung, wohingegen höhere diese reduzieren.

Depth-of-field (DOF) – Tiefenunschärfe aktivierenEinstellung des Entfernungsbereichs, innerhalb dessen ein Objekt hinlänglich scharf im Abbild der Kameraoptik erscheint. In der Regel wird eine große Schärfentiefe durch kleine Blendenöffnungen oder Objektive mit kurzen Brennweiten erreicht: Von vorn bis hinten sieht dann alles mehr oder weniger scharf aus.Je näher die Kamera sich am Objekt befindet, desto besser wird der Effekt sichtbar, beispielsweise bei einer Makro-Aufnahme.Für einen starken DOF-Effekt, muss die Kamerablende weit geöffnet sein (kleine f-number), das führt jedoch häufig zu hellen, ausgebrannten Bildern. Um die Lichtstärke über das gesamte Bild zu erhalten muss die Blendenverschlussgeschwindigkeit (Shutter Speed) verringert werden. Und nicht zuletzt entscheidet die Focus Distance(Entfernung) welcher Teil der Szene aktuell fokussiert wird. Um den Fokus nah heran zu zoomen benötigt man einen kleine Wert und umgekehrt – höhere Werte für einen weiten Fokus.

DOF DOF, Focus Distance 400 DOF, Focus Distance 4000

Beim Rendern mit einer V-Ray Physical Camera werden diese Parameter ignoriert

Aperture - BlendeGröße der virtuellen Kamerablende, in realen Einheiten. Kleine Blendengrößen reduzieren den DOF- Effekt, größere Blenden produzieren mehr Unschärfe

Center bias – Zentrale VerzerrungEntscheidet über die Gleichmäßigkeit des DOF Effekts. Sie legt fest welche Bereiche der Unschärfe heller erscheinen. Bei einem Wert von 0.0 passiert das Licht die Blende einheitlich. Bei positiven Werten wird das Licht auf die Ränder der Blende konzentriert, was das Äußere heller erscheinen lässt, negative Werte hingegen bündeln das Licht auf das Zentrum.

Focal Distance – BrennweiteBezeichnet den Abstand zwischen Linsensystem einer Kamera und ihrem Brennpunkt. Durch die Linsen die sich innerhalb des Objektivs befinden wird das einfallende Licht gebündelt und an dieser Stelle entsteht der Brennpunkt. Der Abstand zwischen Linse und Brennpunkt bezeichnet man als Brennweite. Diese bestimmt wie viel von der Umgebung im Bild sichtbar ist. Je größer die Brennweite eines Objektivs, desto kleiner ist der Bildausschnitt und desto größer und näher erscheint das Motiv. Sie legt somit die Entfernung der Kamera fest, von welcher aus sie das Objekt perfekt fokussiert, hierbei werden Objekte näher oder weiter entfernt verschwommen dargestellt. Die Normalbrennweite, die in etwa einem menschlichen Auge entspricht liegt bei 50 mm.

Get the CameraBestimmung der Brennweite und ihrem Kamera Ziel (target) bei Verwendung einer Kamera

SidesBildet die polygonale Form (Vieleck) der Blende einer realen Kamera nach.Wenn diese Einstellung nicht eingestellt ist, so hat die Blende die Form eines Kreises.

RotationDrehung (Rotation) der Blades, welche die Form einer Kamerablende festlegen. Bei Verwendung dieser Einstellung wird statt einer perfekt runden Blende die angebende Anzahl Blades nachgebildet

AntisotrophyDehnung des Bokeh Effekts in horizontaler und vertikaler Richtung. Positive Werte dehnen den Effekt in die vertikale Reichung, negative Werte dehnen ihn in die horizontale Richtung aus.Der Bokeh Effekt beschreibt das Aussehen oder die Qualität von unscharfen Bereichen innerhalb einer Aufnahme. Er ist vom verwendeten Objektiv abhängig, so erscheinen unscharfe Bereiche um so weicher, je mehr Seiten die Blende besitzt. Der Effekt hat nur Auswirkungen wenn die Tiefenunschärfe aktiviert ist und ist sehr rechenintensiv

SubdivsKontrolliert die Qualität des DOF-Effekts. Kleinere Werte werden schneller berechnet, produzieren jedoch mehr Rauschen (noise) im Bild. Höhere Werte glätten das Rauschen, jedoch benötigen sie längere Renderzeiten. Hierbei muss beachtet werden, dass die Qualität der Auswahl auch auf den Einstellungen des DMC Samplers und dem gewählten Image Sampler beruht.

Duration – DauerLegt die Dauer der Öffnung einer Kamerablende fest

Interval CenterMitte des Motion Blur Intervalls. Bei einem Wert von 0.5 ist das der halbe Weg innerhalb eines Bildes. Ein Wert von 0.0 bedeutet, dass die Mitte des Intervalls exakte Rahmenbedingungen hat.

Bias – AusrichtungAusrichtung des Blur Effekts. Bei 0.0 geht das Licht einheitlich durch das gesamte Motion Blur Intervall.Positive Werte konzentrieren das Licht auf das Ende des Intervalls, wohingegen negative Werte Licht zum Anfang hin konzentrieren.

General Motion blur ParameterParameter um Motion Blur innerhalb einer V-Ray Physical Kamera oder einer Standard Kamera zu erzeugen.

Prepass SamplesDiese legt die Anzahl der Muster fest, die in der Zeit während der Irradiance Map Kalkulationen berechnet werden.

Blur Particles as MeshVerschwimmen von Partikelsystemen. Aktiviert, werden Partikel verschwommen wie normale Meshes dargestellt. Jedoch ändern viele Partikel Systeme die Anzahl von Partikeln zwischen einzelnen Bildern. Man kann diese Option ausschalten um das Motion Blur stattdessen an Hand der Geschwindigkeit der Partikel zu berechnen.

Geometrie SamplesAnzahl der Geometrie Elemente, die verwendet werden um sich der Bewegungsunschärfe anzunähern. Objekte werden übernommen um sich linear zwischen Geometrie Beispielen zu bewegen. Für schnell bewegliche Objekte muss man den Wert erhöhen um perfekte Motion Blur zu erhalten, was jedoch den Speicherverbrauch erhöht, da mehr Geometrie-Kopien im Speicher gehalten werden. Man kann auch die Anzahl der Geometrie Muster auf einer per-object Basis im Objectsetting-Dialog kontrollieren.

SubdivsLegt die Qualität der Bewegungsunschärfe fest. Kleinere Werte werden schneller berechnet, aber produzieren mehr Rauschen im Bild. Höhere Werte glätten das Rauschen, aber benötigen längere Zeit um zu rendern, die Qualität des Muster (Samplings) hängt auch vom DMC Sampler und vom gewählten Image Sampler ab.

Depth-of-fieldTiefenschärfe wird nur vom Standard Kamera Typ unterstützt. Andere Kamera-Arten produzieren keinen Tiefenunschärfe - Effekt. Wenn DOF und Motion Blur beide an sind, mustern sie beide zusammen, indem sie die höheren der beiden Unterteilungsparamter (Subdivs) verwenden.

Indirect Illumination GI

Erhöht den Grad der Realität innerhalb einer Szene, da hier das Verhalten echten Lichts simuliert wird. Die Global Illumination in jeder Rendersoftware ist nichts weiter, als eine Angleichung dessen, was in der wirklichen Welt mit Licht passiert, das auf eine Oberfläche trifft. Bei diesem Verfahren werden nicht nur die Szenen-Lichtquellen berücksichtigt, sondern auch das Licht was von Gegenständen reflektiert wird. So wird es möglich einen Gegenstand indirekt zu beleuchten, indem beispielsweise ein Licht-Spot der Farbe Weiß gegen eine helle Wand strahlt, die dieses Licht diffus reflektiert. Dabei wird die Farbe der Wand natürlich berücksichtigt und das diffuse Licht nimmt den jeweiligen Farbton der Wand an.Die GI-Berechnung funktioniert ähnlich die eines Raytracers. Es werden Sehstrahlen aus Sicht der Kamera in die Szene geschickt. Jeder Punkt der Szene, der von einem Sehstrahl getroffen wird ( der sogenannte Shadingpunkt ) generiert nun weitere Stahlen ( die so genannten Stochastischen Strahlen ) die in Richtung einer Halbkugel um diesen Punkt ausgesendet werden. Diese Strahlen treffen nun wiederum auf andere Objekte in der Szene, von wo aus weitere Strahlen „ausgelöst“ werden. Die von einem Shadingpunkt ausgesandten Stahlen werden zur Berechnung der Helligkeit/Farbe dieses Punktes herangezogen.Die Lichtautomatik muss bei GI Berechnungen immer deaktiviert werden.

Primary BouncesDas Licht wird ausgehend von der Lichtquelle in der Szene geworfen, bis es auf ein Objekt trifft, hier findet die erste komplexe Berechnung statt, Licht wird gestreut, absorbiert, gebrochen und reflektiert.

Secondary BouncesAusgehend von dem Punkt, auf dem der Primary Bounce auf die Geometrie getroffen ist, wird in diesem Berechnungsprozess das Licht nochmals in der Szene verteilt und sorgt damit für eine

diffuse Ausleuchtung des Szene.Wenn die Berechnung der Global Illumination nicht aktiviert ist, wird automatisch nur der Prozess der Primary Bounces durchgeführt.GI CausticsGI Caustics stellen Licht dar, dass durch ein diffuses und ein oder mehrere spiegelnde Reflexionen (oder Lichtbrechungen) durchgegangen ist. GI Caustics können mit Skylight erzeugt werden oder zum Beispiel mit selbst-reflektierenden Oberflächen. Jedoch können Caustics, die mit direktem Licht erzeugt werden, so nicht simuliert werden. Man muss außerdem beachten das GI Caustics schwer zu samplen (mustern) sind und Rauschen in die GI-Auflösung bringen können.

Lichtbrechende GI CausticsErlaubt indirektem Licht, durch transparente Objekte hindurchzugehen (Glas etc.) Ist jedoch nicht das Selbe wie GI Caustics, die direktes Licht repräsentieren dass durch transparente Objekte hindurchgeht. Man verwendet licht brechende (refraktive) GI Caustics beispielsweise, um Licht durch ein Fenster scheinen zu lassen.

Reflektierende GI Caustics

Diese erlauben indirektem Licht von spiegelnden (specular) Oberflächen reflektiert zu werden. Das ist in der Regel aus, da reflektierende GI Caustics normalerweise wenig zur endgültigen Beleuch-tung beitragen, während sie oft unerwünschtes, subtiles Rauschen produzieren.

Post-Produktion

Diese Funktion ermöglicht weitere Änderungen in der Indirekten Illumination, bevor dies dem fina-len Rendering hinzugefügt wird. Die Grundeinstellungen stellen ein physikalisch genaues Ergebnis sicher; trotzdem möchte der Nutzer vielleicht den Weg des GI verändern - künstlerische Absichten.

Saturation – Sättigung

Die Sättigung kontrolliert die Sättigung der GI, ein Wert von 0.0 bedeutet, dass alle Farbe von der GI Auflösung entfernt wird und nur noch in Schatten von Grau dargestellt wird. Der eingestellte Wert von 1.0 bedeutet dass die GI Auflösung unverändert bleibt. Werte über 1.0 verstärken die Farbe der GI Auflösung.

Kontrast

Dieser Parameter arbeitet mit dem Kontrastbasis zusammen um den Kontrast der GI Auflösung zu verstärken. Wenn der Kontrast bei 0.0 liegt, wird die GI Auflösung gänzlich einheitlich mit dem Wert der von der Contrast Base definiert wird. Ein Wert von 1.0 bedeutet, dass die Auflösung un-verändert bleibt. Werte über 1.0 erhöhen den Kontrast

Contrast Base KontrastbasisDieser Parameter beeinflusst die Grundlage für die Kontrastverstärkung. Er definiert die GI Werte die während der Kontrast Kalkulation unverändert bleiben.

Ambient Occlution KontaktschattenIn Bereichen, in denen sich zwei oder mehr Objekte berühren, kommt nicht mehr ausreichend Licht an, so werden diese sind im Vergleich zur Umgebung dunkler. Diesen dunklen Bereich nennt man Kontaktschatten. Dieser wird immer ohne direktes Licht, nur mit einem diffusen Umgebungslicht berechnet. Mit V-Ray gibt es mehrere Möglichkeiten, die AO zu berechnen. Beispielsweise kann man sie als eigenen Renderkanal ausgeben und erhält ein Bild in Graustufen. In einem Bildbearbeitungsprogramm kann man dieses Bild mit dem eigentlichen Rendering multiplizieren. Es werden lediglich Bildbereiche abgedunkelt, da das Bild nur aus Farbwerten zwischen eins und null besteht. Wenn man ein V-Ray Dirt Material verwendet wird die AP schon im ausgegebenen Bild gespeichert. Da die Parameter für jedes Bild beeinflusst werden können, hat man eine gute Kontrolle über die Kontaktschatten.Dieser Parameter erlaubt es, eine Ambient Occlution Dauer der globalen Beleuchtungsauflösug hin-zuzufügen. Ein Wert von 0.0 produziert keine Ambient Occlution.

SubdivsEntscheidet über die Anzahl der Muster die für die Kalkulation der Ambient Occlution verwendet werden. Kleinere Werte rendern schneller, aber können Rauschen hervorrufen.

Primary Diffuse BouncesDieser Wert entscheidet darüber wie viele Primary Diffuse Bounces der finalen Bildbeleuchtung zugefügt werden. Der Wert von 1,0 produziert ein physikalisch korrektes Bild. Andere Werte sind möglich aber physikalisch nicht plausibel.

Gobal Photon MapHier verwendet V-Ray Photon Maps für Primary Diffuse Bounces. Hilfreich ist es dies wenn man die Parameter der Global Photon Map höher setzt. Es werden jedoch in der Regel keine Ergebnisse produziert, die gut genug für ein finales Rendering sind wenn man es als vorrangiges GI Engine verwendet.

V-Ray hat kein separates Skylight System. Der Skylight Effekt kann erreicht werden indem man die Hintergrundfarbe der Environment Map im 3ds Max Environment Dialog, oder in V-Rays eigenem Environment Rollout einsetzt.

Man bekommt physikalisch korrektes Licht wenn man beide, den Primary und den Secondary GI Multiplier auf seinen Standartwert von 1.0 setzt. Zwar sind andere Werte möglich, sie produzieren jedoch kein physikalisch korrektes Ergebnis.

GI EngineErhöht den Grad der Realität einer Szene, da es das Verhalten von echtem Licht simuliert. Die Globale Beleuchtung in jeder Rendersoftware ist nichts weiter, als eine Angleichung dessen, was in der wirklichen Welt mit Licht passiert, das auf eine Oberfläche trifft.

V-Ray führt verschiedene Ansätze auf, Indirect Illumination zu rechnen, mit unterschiedlichen Auswirkungen auf Qualität und Geschwindigkeit.

1. Brute Force AlgorithmusBerechnet die GI für jeden Pixel im Bild.Brute Force ist die einfachste Herangehensweise; indirekte Beleuchtung wird unabhängig für jeder schattierten Oberflächenpunkt berechnet, indem eine Anzahl Strahlen in unterschiedliche Richtungen auf der Hemisphäre oberhalb des Punktes verfolgt werden.Er ist weder Favorit für Primary noch für Secondary Bounces Solution, aber er ist dennoch für mache Situationen eine gute Wahl. Der Begriff Brute Force wird in der Mathematik verwendet, um eine Methode zu beschrieben, die zur Lösung einer Gleichung verwendet wird, indem alle

möglichen Lösungen geprüft werden. Beispielsweise für die Kryptographie, oder das knacken von Codes. In V-Ray wird diese Bezeichnung angewendet, da die Render Engine unter Umständen fähig ist, die GI überall in der Szene zu berechnen. Diese Methode ist nicht adaptiv wie die Irradiance Map und das Light Cache, da die Muster unabhängig von allen andere Mustern und Bildern gewählt werden (für Animationen). Demzufolge werden keine Muster Informationen übernommen.Obwohl die Brute Force Einstellung theoretisch in der Lage ist, perfekte Ergebnisse zu berechnen, ist dies niemals realisierbar oder praktizierbar. Wie auch anderer Render Lösungen ist das einfach nur ein Weg der GI näher zu kommen mit einem akzeptablen Grad an Genauigkeit. Brute Force ist eine sehr gute Einstellung um GI in einer Szene für verschiedene Situationen zu berechnen, aber um das besser zu verstehen muss man die Vorteile und die Nachteile der Nutzung der Brute Force Methode verstehenEs gibt vier grundsätzliche Vorteile wenn man Brute Force den anderen GI Methoden entgegenstellt. Der größte Vorteil der Brute Force Methode ist die Möglichkeit genaue GI zu erzeugen. Die einzige Konkurrenz ist hierbei ist die Irradiance Map, die wegen ihrer Lernfähigkeit oft als erste Wahl für die Primary Bounce ist, da Primary Bounce einen hohen Grad an Genauigkeit benötigt. Die Brute Force Methode wird als ein genaues Verfahren ausgeführt, zudem gibt es in der Auswahl wenige Einstellungen die die Qualität des Bildes beeinflussen könnten. Ein dritter Vorteil ist, da Brute Force keine Muster für spätere Zwecke aufbewahrt, braucht es viel weniger Speicher als beispielsweise die adaptiven Methoden. Der vierte und letztendlich größte Vorteil der Nutzung des Brute Force ist beim Rendern von beweglichen Objekten (neben der Kamera) ist es die Lösung, die die genaueste GI bietet und es ist eine legitime Alternative verglichen damit, Szenen in vielen Durchgängen zu rendern und die einzelnen Durchgänge später zusammenzusetzen.Es gibt wirklich nur einen wichtigen Nachteil der Brute Force Methode um GI zu berechnen und das ist die Zeit um qualitative Bilder zu erzeugen. Das ist zwar nur ein Nachteil, dieser jedoch macht die Methode für viele Nutzer in vielen Situationen unannehmbar. Um hochqualitative GI zu erreichen, muss für die Primary und die Secondary Bounces ein Wert von mindestens 8 Subdivs gewählt werden. In den meisten Szenen wird man die Werte von über 30 finden um eine rauschfreies Bild zu erhalten. Da Noise sehr leicht auf großen weichen Schattenoberflächen zu sehen ist, muss man normalerweise einen sehr hohen Subdivs Wert für diese Art von Szenen verwenden. Jedoch sind das meist die Szenen, in denen Irradiance Map und Light Cache Kombinationen glänzen. Demzufolge ist die Brute Force Methode die Beste Wahl falls Materialität oder in der Objektstruktur einen hohen Detailgrad aufweisen, da diese Einstellung so viel langsamer ist als die Irradiance Map und Light Cache Kombination, sollte sie nie für Testrenderings verwendet werden.

Es gibt eine zusätzliche Einstellung innerhalb des Brute Force GI Rollout; Secondray Bounces. Diese Einstellung kontrolliert die Anzahl der Zeit des Lichts, verarbeitet von der Secondary Bounce Einstellung, kann hier von einer Fläche zur anderen gesprungen werden. Wenn das Brute Force nicht als Secondary Bounce verwendet wird, kann diese Einstellung nicht die Anzahl der Secondray Bounces kontrollieren. Da das Light Cache so viel schneller ist, und da ein hoher Grad an Genauigkeit bei Secondray Bounces nicht benötigt wird, sollte die Nutzung des Brute Force als Secondary Bounce nur in bestimmten, speziellen Situationen erfolgen. Für diese speziellen Situationen kann das Hochsetzen des Wertes auf 3 helfen die Genauigkeit des GI in Bereichen in denen es dem Licht schwer fällt, diese zu erreichen, zu erhalten. So kann man Tiefe und Kontrast in dunklen Bereichen hinzufügen.

Vorgeschlagene Render EinstellungenTest RenderingsDie Brute Force Methode sollte nicht für Testrenderings verwendet werdenProduction RendererSubdiv= 30 zu 80

Vorteile:-Diese Herangehensweise bewahrt das gesamte Detail (kleine und scharfe Schatten) in der Indirekten Beleuchtung – erzielt sehr genaue Ergebnisse und bringt selbst kleine Details zum Vorschein-Erzeugt nur geringes Flackern bei Animationen-Kein zusätzlicher Speicher notwendig-Indirect Illumination im Fall von bewegungsunscharf bewegten Objekten wird richtig berechnet-wenige Einstellungsmöglichkeiten

Nachteile-Sehr hohe Renderzeiten vor allem bei komplexen Szenen (Innenraumbeleuchtung)-Renderings leiden zum Teil unter erheblichem Rauschen vor allem in dunklen Bildbereichen, dem kann nur mit höheren Rendereinstellungen und damit sehr langen Renderzeiten Abhilfe verschafft werden

2. Irradiance MapDieser Algorithmus berechnet die GI in Abhängigkeit von der Komplexität der Szene mit unterschiedlicher Genauigkeit, er ist so im Stande eine sehr genaue GI in relativ kurzer Zeit zu berechnen, daher wird er meist auch als Primary Bounce verwendet. Also Secondary Bounce ist es keine Option da die Berechnung hierfür zu genau wäre. Zur Verfügung stehen vielfältige Einstellungsmöglichkeiten, wobei diese durch eine Auswahl von Voreinstellungen gut zu handhaben sind.Diese Herangehensweise basiert auf Irradiance Caching (Strahlungsintensität verstecken); die Idee hierbei ist die indirekt Illumination nur an einigen Punkten in der Szene zu berechnen und auf die restlichen Punkte zu erweitern.

Wie der Name schon sagt ist die Irradiance Map eine Abbildung, und genau wie in einem Bitmap hat auch die Irradiance Map eine Auflösung. Die Auflösung der Irradiance Map wird von den Min und Max Werten im Irradiance Map Rollout bestimmt. Der Grund weswegen die Irradiance Map so genaue Ergebnisse in solch einer kurzen Zeit liefert, ist, dass sie adaptiv ist. Als anpassungsfähige Lösung, kann V-Ray eine höhere Auflösung Teilen des Bildes, die mehr Detailtiefe und genauere GI benötigen, hinzufügen und weniger Details in Bereichen die nicht so viel Genauigkeit brauchen. Wenn der Irradiance Map Algorithmus beginnt zu arbeiten, werden Beispiele auf allen Primary Bounce Oberflächen verwendet, in einer Dichte die vom Min Rate festgelegt wird. Wenn die Min Rate bei 0 liegt, vergleicht die Irradiance Map die verwendete Bildauflösung und ein Beispiel pro Pixel wird berechnet. Wenn die Min Rate bei -1 liegt, so wird die Irradiance Map Auflösung hal-biert, und ein Viertel der Beispiele wird berechnet. Wenn die Irradiance Map Auflösung bei -2 liegt so wird die Auflösung wieder halbiert, und die Anzahl Muster reduziert. Sobald die Irradiance Map Sample für den ersten Durchgang erstellt hat, die von der Min Rate festgelegt wurden, wird der Threshold Wert mit einbezogen, um zu definieren ob die Beispiele die beim ersten Durchgang ver-wendet wurden exakt genug sind, um die GI für die Primary Bounce Oberflächen zu definieren. Wenn die Farben der angrenzenden Samples zu unterschiedlich sind, die Nomals der Oberflächen der Muster zu unterschiedlich sind, oder die Distanz zwischen den Mustern ist zu groß ist, so ver-anlasst V-Ray einen weiteren Durchgang von Samples, mit einer höheren Auflösung. Sollten die Sample in einem bestimmten Bereich detailliert genug sein, werden hier nun keine zusätzlichen Muster mehr berechnet. Dieser Prozess wiederholt sich bis zur maximalen Auflösung die von der Max Rate festgelegt ist. Wenn also eine Min Rate von -1 und eine Max Rate von 0 verwendet wer-den, so werden zwei Durchgänge ausgeführt. Im ersten Durchgang wird eine Map mit der Auflö-sung einer Hälfte des gerenderten Bildes erstellen, dann wird ein zweiter Durchgang für die benö-tigten zusätzlichen Muster durchgeführt damit das Rendering die benötigte Auflösung erhält.

Die Irradiance Map beinhaltet eine Anzahl von Einstellungen, auf die man sich bei Test und Pro-duktionsrenderings verlassen kann.Für Testrenderings empfehlen wir eine sehr niedrige Einstellung und für die finalen Bilder eine mittlere Einstellung. Wenn die mittlere Einstellung keine detailgenauen Ergebnisse liefert kann man eine höhere Einstellung verwenden. Dabei sollte man beachten wenn man den Wert von Medi-um zu Hoch setzt, so ändert sich die Max Rate von -1 zu 0, was bedeutet, dass der finale Durch-gang eine doppelt so hohe Auflösung liefert jedoch auch vier Mal so viel Zeit benötigt um zu ren-dern. Des weiteren sollte man beachten, sobald man die Auflösung der Map herabsetzt wird man normalerweise auch mehr Rauschen im Bild zu sehen sein. Bei Verwendung einer sehr niedrigen Ir-radiance Map Auflösung, wie beispielsweise mit der Very Low Einstellung, erhält man ein unschar-fes Ergebnis. Normalerweise möchte man aus diesem Grund die Auflösung höher ansetzten, er-reicht dadurch jedoch nur ein sichtbareres Rauschen im Bild. Statt die Auflösung auf einen Wert unter -1 zu setzten empfiehlt es sich die anderen V-Ray Einstellungen im Irradiance Map Rollout zu verändern; Hsph. Subdivs und/oder Interp. Samples. Abschließend sollte man erwähnen dass es vermeiden werden sollte, alle Einstellungen zusammen zu verwenden, nur wenn man genau weiß was jede Einstellung bedeutet kann man die Voreinstellungen und ihre Werte genau kontrollieren. Die Einstellungen bieten zwar großartige Konfigurationen jedoch sind diese Einstellungen der Irra-diance Map weniger anpassungs- und lernfähig und daher weniger effizient. Wenn man den Stan-dartwert herabsetzt impliziert dies V-Ray, eine weniger genaue Irradiance Map ist erwünscht und daher sollte man, sobald die Möglichkeit beseht, nur Sample in der Nähe der Max Rate verwenden. Wenn man beide Werte auf 0 setzt so wird V-Ray eine perfekte, exakte Irradiance Map erstellen. Da dies aber nicht möglich ist, wird es das einzige machen was es kann, und alle Sample auf die Max Rate setzten. Die Irradiance Map wird so zu einer Brute Force Lösung.

Hsph SubdivsDieser Wert steht für hemisphärische Teilung. Sobald ein Muster berechnet wurde, so wird eine vir-tuelle Hemisphäre über dem Muster platziert und Strahlen werden in alle Richtung geschickt um zu bestimmen, welche Farbe in den verschiedenen Richtungen gezeigt wird. Ein Strahl könnte den blauen Himmel ermitteln, ein anderer das grüne Gras und wieder ein anderer den grauen Asphalt. All diese Strahlen werden gemittelt um eine finale Musterfarbe zu entwerfen. Ein einzelner Strahl wird durch jedes Segment der unterteilten Hemisphäre geschossen und je mehr Lichtstrahlen ver-teilt werden, desto genauer wird die Farbe letztlich ausfallen. Wenn man diesen Wert nun hoch-setzt, so steigt die Anzahl der Strahlen und die Genauigkeit der Farbe.Diese Farbe hat eine enorme Auswirkung auf die Zeit, die es braucht, um die Irradiance Map zu be-rechnen. Wenn man die Irradinace Map Berechnung verdoppelt, so steigt auch die Renderzeit um das Zweifache an. Empfohlen wird daher, den kleinstmöglichen Wert zu verwenden, der keine ne-

gativen Auswirkungen auf die finale Bildqualität hat. Der voreingestellte Wert von 50 wird eigent-lich kaum verwendet und die gleiche Qualität kann auch mit einem Wert von 20 erreicht werden. Falls Rauschen im Bild erscheint, empfehlt es sich, nicht den Wert hochzusetzten, sondern das In-terp Samples zu verwenden.

Interpol. SamplesDieser Wert steht für Erweiterungsmuster, Da nur eine begrenzte Anzahl von Mustern in einem Bild verwendet werden kann, gibt es innerhalb V-Rays die Intepolation, um die GI im Bereich zwi-schen den Pixeln zu beurteilen. Wenn die Interpolation nicht ausgeführt wird, so wird die Irradian-ce Map eine sehr zellenartige oder facierte Erscheinung annehmen. Um den Primary Bounce der GI zwischen den Mustern zu bestimmen, verwendet V-Ray den Interpolation Wert um die Zusammen-fügung und Verschmelzung der Samples zu bestimmen und fügt daraufhin den einzelnen Punkten die endgültige GI Farbehinzu. Wenn man diesen Wert hochsetzt, wird die Irradiance Map unschär-fer, Details gehen verloren, das sichtbare Rauschen jedoch reduziert. Der eingestellte Wert von 20 funktioniert gut in den meisten Fällen, aber man wird den Wert oftmals anheben müssen, um das Rauschen in der Irradiance Map zu verringern. Wenn man versucht das Rauschen zu reduzieren so sollte man den Wert auf 100 anheben, bevor man Hsph Subdivs Werte von über 20 verwendet. Die Auswirkung auf die Renderzeit, wenn man die Interpretation Sample hochsetzt, ist sehr klein vergli-chen mit dem höheren Hemispheric Subdivision Werten. Daraus resultiert die Verwendung der Irradiance Map. Rauschen und Details werden hiermit kon-trolliert. Für jede Szene gibt es eine optimale Konfiguration dieser drei Einstellungen, die richtiger Verwendung eine großartige Bildqualität in kürzester Zeit möglich machen.

Vorteile:-Die Irradiance Map ist sehr schnell verglichen zur Direct Computation (direkten Berechnung), besonders bei großen flachen Bereichen-Kein Rauschen in dunklen Bildbereichen-Die Irradiance Map, also das Ergebnis der Berechnung kann gespeichert und wiederverwendet werden um Berechnungen verschiedener Blickwinkel der gleichen Szene und fly-through Animationen zu beschleunigen-Sie kann auch verwendet werden um direktes diffuses Licht von Area Light Sources zu beschleunigen-kürzere Renderzeiten als bei Brute Force bei gleicher Komplexität

Nachteile-Details können auf Grund der Interpolation (Erweiterung) in der indirekten Beleuchtung (Schatten) verloren gehen oder verschwimmen-Wenn niedrige Einstellungen verwendet werden, kann bei Animationen Flackern auftreten was jedoch beim Abspeichern der Irradiance Map als Multiframe Incremental Map behoben werden kann-Die Irradiance Map braucht zusätzliche Speicherkapazitäten-Sehr komplexe Einstellungsmöglichkeiten-Licht-Lösung ist abhängig vom Standort, es wird nur der sichtbare Ausschnitt der Szene berechnet

3. Photon Map

Photonen werden ausgehend von allen in der Szene befindlichen Lichtquellen zwischen den Objekten hin und hergeworfen bis deren Energie aufgebraucht ist. Es werden nur echte Lichtquellen berücksichtigt, keine Umgebungsbeleuchtung und selbstleuchtende Materialien. Der Algorithmus ist wichtig bei Innenraumszenen mit vielen Lichtquellen und erzielt in Kombination mit Irradiance Map gute Ergebnisse bei geringen Renderzeiten.Diese Methode basiert auf der Ermittlung von Teilchen, von der Lichtquelle aus beginnend und hüpfend über die Szene. Das ist nützlich für Innenraum- oder Halbinnenraumszenen mit vielen Lichtern oder kleinen Fenstern. Die Photon Map liefert normalerweise Resultate die nicht gut genug sind um direkt genutzt zu werden; jedoch kann es als grobe Annäherung in der Belichtung der Szene verwendet werden um die Geschwindigkeit der GI durch die Berechnung oder der Beleuchtungsstärke Map zu verbessern. Vorteile

-Die Photon Map kann gibt einen grobe sehr schnelle Vorlage für das Licht in einer Szene-Sie kann gespeichert und wiederverwendet werden um die Berechnung von verschiedenen Blickwinkel der gleichen Szene oder einer fly-through Animation zu kalkulieren-Die Photon Map ist Standortunabhängig

Nachteile-Die Photon Map ist nicht geeignet für direkte/ unmittelbare Renderings-sehr ungenaue Berechnung, die Verwendung unter Primary Bounces ist nicht empfehlenswert-Großer Bedarf an Hauptspeicher-Einschränkungen bei der Wahl der Lichtquellen-In der Ausführung von V-Ray, Beleuchtungsbeinhaltende Motion-Blurred Bewegenden Objekten ist sie nicht korrekt (jedoch ist das in den meisten Fällen kein Problem)-Die Photon Map braucht Actual Light um funktionieren zu können; es kann nicht genutzt werden um indirekt Illumination die von der Umgebungslicht (Skylight) erzeugt wurde.

4. Light CacheAnders als andere GI Lösungsarten, gibt es das Light Cache erst seit ein paar Jahren, entwickelt von den Machern von V-Ray. Es ist eine ausgezeichnete Secondary Bounce Funktion und kann für alle Arten von Szenen eingesetzt werden. Hier werden die Photonen von der Kamera aus in die Szene geworfen.Light Caching ist eine Technik um Global Illumination innerhalb einer Szene anzunähern. Es ist dem Photon Mapping sehr ähnlich, jedoch ohne viele von dessen Einschränkungen. Der Light Cache (Lichtspeicher) ist mit der Ermittlung vieler Eye Path der Kamera gemacht. Jeder der Sprünge im Pfad speichert die Beleuchtung des restlichen Pfades in eine 3d Struktur, sehr ähnlich der Photon Map. Die Light Map ist eine allgemeine GI Lösung das für beide Innen- und Außenraumszenen genutzt werden kann, entweder direkt oder als Secondary BounceAnnäherung wenn es zusammen mit der Irradiance (Strahlungsstärke) Map der Brute Force GI Methode verwendet wird.Es gibt zwei Hauptgründe für den anhaltenden Erfolg von Light Cache. Einer ist die sehr gute Mischung aus Geschwindigkeit und Qualität und eine andere ist die sehr einfache Nutzung im Vergleich zu anderen Lösungsarten. Eine der Dinge die die Anwendung so einfach machen ist, dass es keine Vielzahl von Variablen die lernfähiges Verhalten kontrollieren gibt, wie beispielsweise bei der Irradiance Map, und das allein macht es zu einer viel einfacheren Nutzungslösung. Dennoch hat es noch genügend komplexe Kreationen die immer noch genug Variablen enthalten um viele

Nutzer zu überfordern.Die Schnelligkeit des Light Cache ist dahingegen sehr praktisch, so kann es eine sehr große Anzahl von Light Bounces sehr schnell berechnen. Nebeneffekt ist, dass es nicht so eine akkurate Lösung ist wie die Irradiance Map oder wie die DMC Lösung. Und da es nicht so genau ist wie diese beiden Methoden sollte man es nicht als Primary Bounce verwenden außer man führt ein fortlaufendes Path Tracking durch. Progressive Path Tracking ist eine sehr gute Technik das für beide Primary und Secondary Bounces verwendet wird, um ein komplettes Rendering zu produzieren, von dem Moment ab dem der Rendering Prozess beginnt. Das Rendering wird einfach langsam präzisierst und endet, sobald ein akzeptables Noise Level erreicht ist. Da das Light Cache so gut darin ist eine große Anzahl von Light Bounces zu berechnen, ist es sehr effektiv für Innenraumszenen, wo das Licht mehr eingeschlossen ist und über mehr Oberflächen springt, als es in Exterieur Szenen der Fall ist. Zusätzlich verteilt es das Licht sehr gut, was es noch effektiver für Innenraumszenen macht; da weiches Licht sehr wichtig für Innenraumbilder ist. Mehr als jeder andere, ist er jedoch am bestens für beide, Innen- und Arsenraumszenen geeignet. Es gibt nur wenige Einstellungen innerhalb des Light Cache Rollout, die bei manchen Szenen genau betrachtet werden müssen. Bei weitem ist die kritischste Einstellung Subdivs. Sie bestimmt die Anzahl der Lichtstrahlen die von der Kamera auf die Primary Bounce Surface geschossen wird. Die Lichtstrahlen die auf die Primary Bounce Oberfläche geschossen werden, nähern den Effekt des GI von Secondary Bounces, und die Anzahl von Lichtstrahlen die im Subdivs Kästchen verwendet werden. Wenn beispielsweise der Standartwert von 1000 benutzt wird ist die Anzahl der Lichtstrahlen bei einer Million. Bei einem Wert von 2000 werden vier Millionen Lichtstrahlen produziert.Jedes Mal, wenn man den Subdivs Wert verdoppelt, werden viermal so viele Lichtstrahlen verwendet und das Light Cache braucht viermal so lange um zu rendern. Für Testrenderings von unbewegten Bildern sollte man versuchen mit einem Wert von 100 für große Szenen und 250 für kleine Szenen zu arbeiten.Für die endgültigen Renderings muss man den Wert nur verzehnfachen. Ein Wert von 1000 für große Szenen und ein Wert von 2500 für kleine Szenen. Diese Werte funktionieren sehr gut mit unbewegten Bildern die im Single Frame Modus erstellt wurden, Animationen müssen im fly-through Modus erstellt werden, und in diesem Modus werden alle verwendeten Lichtstrahlen auf alle Einzelbilder (Frames) der Animation verteilt.Wenn die Kamera sich nicht zu viel bewegt und der Animations-Pfad nicht zu lange ist kann man die gleichen Werte wie eben erwähnt verwenden. Wenn man jedoch alle paar Sekunden eine neue Szene von Oberflächen sieht und der Animationspfad läuft für einen langen Zeitraum, sind diese Einstellungen kaum ausreichend.

Generell gilt, es ist keine gute Idee lange Kamerasequenzen zu haben, wie beispielsweise 20 Sekunden oder mehr. Wenn man seine Sequenzen unter 20 Sekunden hält und die Kamera nicht so weit oder schnell bewegt, dass man alle paar Sekunden neue Oberflächen sieht, kann man bei einer Fly-Throug Einstellung den Subdivs Wert einfach verdoppeln.Wenn beim Light Cache Muster für ein Stil verwendet werden, werden diese auf das gesamte Bild verteilt. Die Bereiche zwischen den Samples werden mit den naheliegendsten kalkulierten Exemplaren berechnet. Wenn die Interpolation deaktiviert ist sieht man das gesamte Bild gebrochen in Abfolgen von Musterzellen, in der alle Punkte innerhalb der Zelle mit der gleichen Farbe belegt werden wie das Beispiel aus dem Zentrum der Zelle. Wenn man die Anzahl der zu verwendenden Lichtstrahlen hochsetzt, kann man die Szene in kleinere Zellen aufbrechen und je kleiner die Zellen desto genauer wird das GI.Man kann die Anzahl der Musterzellen durch die Sample Size Einstellung spezifizieren. Wenn die Scale Einstellung auf Screen eingestellt ist, so ist die Mustergröße als Brechung der Bildschirmgröße festgelegt. Wenn die Scale Einstellung beim Standartwert von 0.02 liegt, wird der Sample Size Wert jedes Muster auf 2 % der Bildschirmgröße festlegen. Was jedoch nicht bedeutet, dass der Sample Size bei 2% liegen muss, denn wenn es nicht genug Muster gibt um das Bild zu aufzuteilen, kann die Sample Size viel größer sein. Das ist schwierig, da die Sample Size Einstellung nur die Mustergröße festlegt, wenn es genug Muster gibt. In anderen Worten, wenn der Subdiv Wert zu gering ist und es nicht genug Muster gibt, die verwendet werden können, ist es egal wie klein man die Sample Size macht, da das Bild nur in so kleine Muster gebrochen werden kann, wie Musterzellen vorhanden sind.Zu wenige Musterzellen bedeutet letztendlich dass man nicht in der Lage sein wird die gewünschte Mustergröße zu erreichen und die Szene verliert so an Detailgrad.Sobald genügen Muster vergeben sind, die dazu führen dass man die Sample Size Einstellung nutzen kann, so wird jedes zusätzliche Muster die Farbe des Musters verbessern.Mehr Muster führen zu einer besseren Farbengenauigkeit.Wenn die Scale auf Screen eingestellt ist werden die Mustergrößen im Vordergrund des Bildes immer genauer sein als die Muster im Hintergrund. Beispielsweise wenn ein Muster auf 2% der Bildgröße gesetzt wird bedeutet 2% der Bildgröße im Vordergrund ein Meter, während 2% im Hintergrund 10 Meter darstellen. Das bedeutet, bei Objekten im Vordergrund wird genaueres Light Cache verwendet, was gut ist. Wenn man in einer Animationsszene die Kamera so bewegt dass sich die Aufnahme immer ändert und immer neue Oberflächen sichtbar werden, muss man die World Einstellung verwenden. Wenn man die Screen Einstellung verwenden würde, so wären Objekte die anfänglich im Hintergrund waren eventuell im Vordergrund und brauchen nun genauso viel Exaktheit wie alle anderen Objekte.Wenn man die Einstellung auf World setzt, so ist die Einstellung nicht länger ein Prozentsatz der

Bildgröße sondern eine Reale Welt Entfernung. Anders als der Bildschirmstandardwert von 0.02, der eine ausgezeichnet Wahl für fast alle Situationen ist, so muss der Real World Wert meist angepasst werden. Ein guter Anfang, herauszufinden, welche Größe verwendet werden könnte ist, einen Bereich im Zentrum des Bildes herauszunehmen und festzulegen was die reale Distanz auf einer Fläche von 2%, gemessen an der Größe des Bildes, ist. Wenn 2% der Bildgröße 100 Metern entsprechen, so sollte man eine Mustergröße von 100 Metern verwenden. Man braucht nur eine gewöhnlich gezeigten Bereich auswählen das einen gute Repräsentation einer Fläche bietet, die nicht immer im Vordergrund steht und nicht immer im Hintergrund. Für Animationen muss der Subdivisions Wert durchgesetzt werden, da die Muster über die gesamte Animation verteilt werden müssen. Der optimale Wert wird von verschiedenen Variablen bestimmt, wie beispielsweise die Länge der Animation, die Schnelligkeit in der sich die Kameraperspektive ändert, der Detailgrad von Objekten und Materialien und viele andere. Zu Anfang kann man den Wert, den man für Bilder verwendet verdoppeln was normalerweise zu guten Ergebnissen führt.Wenn die Kombination aus Irradiance Map / Light Cache verwendet wird, so werden die Secondary Bounces vor den Primary Bounces berechnet.Der Grund hierfür ist dass die Light Cache nicht so genau ist wie die Irradiance Map. Statt die GI in einem sehr detaillierten Grad mit dem Light Cache zu berechnen, fängt V-Ray damit an, sich grob mit der Light Cache der GI anzunähern und nutzt dann die Information um genauer und auch schneller die viel detailliertere Irradiance Map zu berechnen. Es ergäbe keinen Sinn, das auf eine andere Art und Weise zu handhaben. Wenn man eine Animation einer unbewegten Szene erstellt, beispielsweise einer Szene in der sich nur die Kamera bewegt, ist das die normale Vorgehensweise. Diese ist jedoch nicht verwendbar für Szenen mit veränderten Lichteinstellungen, Materialien oder Objekten die sich ändern.

Vorteile-Das Light Cache ist einfach anzulegen. Wir haben nur die Kamera, mit der Strahlen nachgezeichnet werden, entgegen der Photon Map, die jedes Licht in der Szene verarbeiten muss und letztendlich separate Einstellungen für jedes Licht benötigtDie Light-Caching Methode arbeitet effizient mit jedem Licht, auch dem Skylight, self-illuminated objects, non-physical lights, photometric lights etc. Im Vergleich kann die Photon Map, die in ihren Beleuchtungseffekten eingeschränkt ist, die Beleuchtung eines Skylight oder von Omni Lichtern keine Nachbilden ohne inverse-square falloff machen-Das Light Cache erzeugt richtige Ergebnisse in Ecken und um schmale Objekte. Auf der anderen Seite verlässt sich das Photon Map auf trickreiche Dichte-Bewertungs-Schemen, die oftmals falsche Ergebnisse in diesen Fällen erzeugen, entweder erhellt

oder verdunkelt es diese Bereiche-In vielen Fällen kann das Light Cache direkt für sehr schnelle glatte Vorschauen der Szene verwendet werden

Nachteile-Wie die Irradiance Map (Strahlungsintensität) ist der Light Cache Standortabhängig und für eine einzelne Kameraposition. Allerdings erzeugt es eine Angleichung für indirekt sichtbare Teile der Szene sowie – zum Beispiel kann ein Light Cache das komplette Licht in einer Szene erzeugen.-Gegenwärtig funktioniert das Light Cache nur mit V-Ray Materialien-Wie auch die Photon Map ist das Light Cache nicht lernfähig. Die Strahlungsintensität , als eine feste Auflösung berechnet, die vom Nutzer festgelegt wird-Die Light Cache funktioniert nicht sehr gut mit bump maps; um mit der bump map bessere Ergebnisse zu erzielen sollte man Irradiance Map oder Brute Force GI verwenden-Licht das motion-blurred Bewegungen mit sich bringt ist nicht gänzlich korrekt, aber es ist sehr smooth weil das Light Cache GI auch in der Zeit blurs ( im Gegensatz zur Irradiance Map, bei der jedes Muster in einem bestimmten Moment berechnet wird)

Eine letzte Einstellung die im Light cache Rollout erwähnt werden muss ist das Use Light Cache für Glossy Rays. Diese Einstellung reduziert auf drastische Art und Weise die Zeit die zur Berechnung der blurry Reflektionen und Lichtbrechungen gebraucht wird, indem sie Informationen verwenden, die im Light Cache gespeichert wurden. Wenn diese Einstellung verwendet wird muss amn dass Light Cache als Secondary Bounce verwenden.

Vorgeschlagene RendereinstellungenTest RenderingsSubdivs = 100 für größere Szenen und 250 für kleinere SzenenProduction RendererSubdiv=1000 für Einzelbilder und für große Szenen, 2500 für Einzelbilder oder kleine Szenen, und für Animationen sollte man diese Werte verdoppeln, Scale= Screen für Einzelbilder und Animationen mit minimalen Änderungen im Ansichtsfenster, Scale= World für Animationen in denen sich die Kamera in und um Szenen bewegt und sich die Ansicht ständig bewegt.

Sinnvollste Kombination

Innenraumszenen

Kriterium Qualität:Die beste Qualität liefert die Kombination aus den Algorithmen Brute Force (Primary Bounces) und Light Cache (Secondary Bounces). Es treten kaum Artefakte auf und auch in detaillierten Bereichen des Bildes ist die Genauigkeit sehr hoch. Als klarer Nachteil ist die lange Renderzeit zu erwähnen.

Kriterium: Verhältnis Zeitaufwand zu QualitätHier empfehlenswert ist die Kombination aus Irradiance Map (Primary Bounces) und Light Cache (Secondray Bounces). Die Berechnung ist sehr schnell und die Genauigkeit in detaillierten Bildbereichen ist ebenfalls hoch. Eventuelle Fehler lassen sich in der Regel durch die Auswahl einer besseren Voreinstellung beheben. Für den Produktionsalltag ist diese Kombination die bessere Wahl.

AußenraumszenenFür die Ausenraumszene trifft das Gleiche zu wie für die Innenraumszenen. Eventuell kann die Berechnung hierfür noch länger dauern, da die Szene durch Bäume, Sträucher und Rasen eine höhere Polygonzahl und damit auch viel detaillierte Bereiche aufweist.Abschließend kann man sagen, dass die Kombination aus Irradiance Map und Light Cache am sinnvollsten ist. Da jede Regel ihre Ausnahmen hat und manchmal die Renderzeit nicht ausschlaggebend ist, sollte man die anderen Algorithmen nicht ganz außer Acht lassen.

DMC Sampler

DMC Deterministic Monte Carlo SamplingDer DMC Sampler spielt eine entscheidende Rolle in der Ausgabe der Qualität aller Blurry Effekte in V-Ray. Hierzu zählen Antialising, Depth of Field, Indirect Illumination, Area Light, Glossy Reflections / Refractions, Translucency, Motion Blur etc.DMC steht für Determinstic Monte Carlo. Monte Carlo wird in der Mathematik verwendet um Methoden zu beschreiben, die komplexe Mathematische Probleme mit Algorithmen lösen. Die Bezeichnung fiel erstmals in den 1930er Jahren und ist ein Verweis auf die Casino in Monte Carlo, Monaco und wurde von einer Gruppe von Mathematikern gewählt, die zufällige und sich wiederholende Eigenschaft der Casinos und den Eigenschaften eines von ihnen erstellten Algorithmus in Verbindung brachten. DMC ist eine Variante dieser Methode. Der Unterschied besteht darin, dass der erste unechte Zufallswerte wählt, die für jede Analyse anders ausfallen (so produziert ein Bild, das mehrmals hintereinander gerendert wird, leicht unterschiedliche Ergebnisse in der Noise), während DMC ein festgelegtes Set von Beispielen verwendet (möglichst um das Ergebnis der Noise zu optimieren), so kommt man beim mehrmaligen Rendern eines Bildes zu exakt den gleichen Ergebnissen.Hier muss man beachten, dass der Wert im DMC Sampler Rollout alle Blurry Werte beeinflusst, demzufolge ist es wichtig jeden Blurry Wert richtig eingestellt zu haben. Erst dann sollte man damit experimentieren den Noise Thereshold herabzusetzen. Je niedriger der Adaptive Amount, desto weniger Einfluss wird der Noise Threshold haben. In den meisten Situationen empfiehlt es sich den Adaptive Amount auf seinem höchsten Wert zu belassen um das Verhältnis zwischen Geschwindigkeit - Qualität zu erhalten.

Anstatt verschiedener Auswahlmethoden für jeden Blurry Wert zu nutzen, hat V-Ray ein einziges einheitliches Bezugssystem, das darüber entscheidet, wie viele und exakt welche Muster für einen speziellen Wert gewählt werden.Die Anzahl der Muster für den Blurry (unscharfen) Wert wird von drei Faktoren bestimmt.

- Der subdivs value (Unterteilungswert) der vom Nutzer für einen bestimmten Blurry

Effect geliefert wird. Dieser wird durch dem Global subdivs multiplier multipliziert

• Die Bedeutung des Nutzens (beispielsweise, dunkel glänzende Reflexionen werden mit kleineren Mustern gemacht da der Reflexionseffekt des fertigen Bildes kleiner ist; weit entfernte Bereichslichter benötigen weniger Muster als näher liegende usw.) Die Anzahl der Muster je nach Wichtigkeit zuzuteilen nennt man Importance Sampling.

• Die Abweichung (noise) der Muster, die für einen bestimmten Wert vergeben werden – wenn sich die Muster nicht sehr voneinander unterscheiden, kann der Wert mit weniger Musterbeispielen schon gemacht werden; wenn die Muster sehr unterschied-lich sind, so benötigt man eine hohe Anzahl um ein gutes Ergebnis zu erzielen. Diese Technik funktioniert wenn man sich die Muster einzeln berechnet, und nach jedem neuen Muster entscheidet, ob mehr Muster benötigt werden. Diese Technik wird ear-ly termination (Früher Abbruch) oder adaptive sampling (angepasste Auswahl) ge-nannt.

Adaptive DMCDer Adaptive DMC kalkuliert den Unterschied der Farbe zwischen angrenzenden Pixeln in dem er eine unterschiedliche Anzahl von Beispielen nutzt. Basierend auf dieser Information, kreiert es das Bild. Er reicht von 0 bis 1, und kontrolliert die Qualität des Blurring Effects.Je näher der Wert bei 0 liegt, desto höher ist die Qualität des verschwommenen Effekts, aber umso länger braucht das Bild auch um zu rendern. Ein Wert von 1 braucht weniger Zeit zu rendern, aber wird wahrscheinlich Noise in das Bild bringen und die Qualität des Bildes wird schlechter.

Min Subdivs and Max Subdivs Werte bestimmen die Minimum und Maximum Anzahl von Beispielen pro Pixel. Werte größer als 1 werden für Min Subdivs benutzt wenn das Bild dünne Linien oder kleine Objekte beinhaltet. Der Max Subdivs Wert bewirkt die Kontrolle des Detailgrades in dem Objekte und Texturen gesehen werden. Gute Detailgrade können erzielt werden, indem man den Max Subdivs Wert hochsetzt.Kleinere Werte von Max Subdivs setzen die Renderzeit herunter, aber können Noise und Artefakte den dünnen Linien und Objektecken hinzufügen. In Animationen ist die Schärfe der Objektecken oft nicht gefragt.

Noise TheresholdDieser spielt nur eine Rolle wenn das Importance Sampling ausgeführt wird und Importance Sampling spielt nur eine Rolle wenn ein Blurry Value genug Subdivisions hat und dabei genug

Muster generiert.Hier muss man beachten, dass der Wert im DMC Sampler Rollout alle Blurry Werte beeinflusst. Aus diesem Grund wird empfohlen, dass man danach schaut, jeden Blurry Value richtig eingestellt zu haben. Erst dann sollte man damit experimentieren den Noise Thereshold herabzusetzen. Je niedriger der Adaptive Amount desto weniger Auswirkung wird der noise Wert haben. In den meisten Situationen empfehlen wir den Adaptive Amount auf seinen höchsten Wert einzustellen um die beste Geschwindigkeit vs. Qualität zu erhalten. Die einzige Ausnahme sind hierbei Szenen in HDRI, in deren Fall das Herabsetzten des Noise Threshold auf 0.8 oder 0.9 oftmals ein langer Weg ist um Noise zu reduzieren.

Es gibt noch zwei andere erwähnenswerte Einstellungen im DMC Sampler Rollout, der Global Subdivs Multiplier und der Min Subdivs. Wert. Wenn man den Global Subdivs Wert verdoppelt, so wird im Programm jeder Subdivs Wert verdoppelt, mit Ausnahme des Subdivs Values für Light Cache, Caustics, Photon Map und Image Sampling.Genutzt wird das um die Qualität der Szenen schnell zu verbessern, aber das wird nicht empfohlen. Es ist als würde man alle Arme und Beine eingipsen wenn jedoch nur ein Arm gebrochen ist. Es wird definitiv die Qualität von problematischen Einstellungen beeinflussen, aber es ist als wenn man Einstellungen beeinflusst, die gar keine Beeinflussung benötigen, das führt zu dramatischen Anstiegen der Renderzeiten.Das gleiche gilt für Min Sample Werte, es kann schwer sein ein Min Sample Wert festzulegen wenn man nicht einmal die richtige Anzahl von Mustern weiß mit der man arbeitet und selbst wenn diese bekannt ist, muss man eventuell eine viel höhere Qualitätseinstellung für einen Bereich der Szene ansetzten, der ihn gar nicht braucht.

Vorgeschlagene Render EinstellungenTest RenderingsAdaptive Amount= 1.0, Noise Threshold = 0.1Production RendersAdaptive amount = 1.0; Noise threshold = 0.005