Grupo de Estudo: Irradiance Particles e Importons

Olá pessoal da 3d1... boa noite a todos!!

Ai pessoal mas um ótipo tópico que vcs da 3d1 nos proporcionam. Começou com uma pequena dúvida da nossa amiga e colaboradora Laura_serafini e virou uma ótima discussão cheia de ensinamentos, dicas e macetes por parte dos nossos amigos e colaboradores.
Parabéns ao Fla3dmadness, ao eduardoqf, ao nosso amigo Dudamel e a muitos outros colegas e colaboradores.

Gostaria de oferecer alguns insights e fazer algumas indagações, ok??

Vejam só, antigamente o FG não tinha os Bounces, portanto, a única forma de criar o efeito de radiosidade da luz era por meio dos Photons (GI).
Sendo assim, tanto em cenas internas quanto em cenas externas era necessário usar Photons.

O problema é que fica demorado usar Photons em cenas externas, precisa de muitos Photons e também é necessário que tenha uma geometria envolvendo a cena, para impedir que a maioria dos Photons se percam no espaço aumentando ainda mais o tempo de render.

Uma das soluções para diminuir o tempo de render era diminuir a resolução do mapa de Photons, emitindo menos Photons, mas com raio muito maiores, assim, você cria o efeito de radiosidade sem perder muito tempo, mas este efeito terá uma resolução baixa.

O Bounces do Final Gather faz justamente isso, cria a radiosidade da iluminação com baixa resolução.
O tempo de render acaba ficando similar se usar até 3 bounces, pois a cada bounce dobra o tempo de cálculo do Final Gather.

Portanto, dá na mesma usar GI e FG ou só FG com Bounces, a diferença só acontece na animação, pois FG é um mapa de irradiação e este tipo de mapa é mais propenso a gerar Flicker, o que não acontece com Photons, mesmo quando tem baixa resolução no mapa. Este é o principal motivo do V-Ray criar tantos Flickers, ele só trabalha com mapa de irradiação.

Hoje em dia é muito melhor usar apenas FG com Bounces para cenas externas, até para poder usar o sistema Daylight com o Shader Physical Sky, para fazer cenas noturnas e tudo mais.
Apenas em animação que a pessoa vai preferir usar Photons, mas neste caso terá que pensar muito bem em todo o projeto, pois não poderá usar luzes Sky, não poderá usar o Shader Physical Sky, entre outros detalhes.

Já em cenas internas, a qualidade e a precisão da radiosidade são muito importantes e os Photons fazem isso muito melhor do que o Final Gather, além de serem mais velozes.
Com Photons você pode fazer muitos Bounces em cena interna sem aumentar em nada o tempo de render, pode usar muitos Photons com raio pequeno, obtendo um mapa com alta fidelidade.

Assim, não tem que usar os Bounces do FG e certamente o render fica muito mais rápido desta forma.
Sobre o radius do FG tem que ter o tamanho de uma esfera que caiba na abertura onde entra a luz.
E se tiver duas aberturas com tamanhos bem diferentes?

O FG por padrão vem com o raio de 10 % do tamanho da cena, a configuração dele depende puramente da cena e dos detalhes que ela tem, raios pequenos demais granulam o sombreamento do FG e raios grande demais fazer perder detalhes.
O raio tem que ser ajustado conforme cada cena, fazendo alguns testes de render.

Outras dicas e CURIOSIDADES: Sobre a questão de salvar os mapas com resolução menor, o GI não precisa de resolução, pois ele não leva em conta a vista da câmera, os Photons são traçados na imagem toda, tanto que em animação onde apenas a câmera se move você pode salvar um único mapa de Photons sem ter que incrementar nos demais frames. O Photon Map é [maravilhoso.

Já o mapa de FG não é assim, ele depende da resolução e da vista da câmera. Não é o ideal salvar o mapa com resolução menor, mas pode, contanto que vá renderizar com uma resolução no máximo 50% maior, pois se dobrar vai aparecer pontos pretos na imagem ou outros artefatos, as vezes não aparece, mas não vale a pena correr o risco.
Se você tem uma imagem de 1500 pixels pode salvar o mapa de FG com 1000 pixels e renderizar depois com 1500 pixels.

O Photon Map pode gravar com 1 pixel e renderizar com 1 milhão de pixels, pois ele não leva em conta a tela.

O render fica mais rápido pelo cálculo do FG ser menor, este é o único ganho, pois no render em si não terá diferença, já que ele vai calcular materiais, reflexos, sombras e depende dos samples de cada recurso, do AA da cena, entre outros detalhes.
O mapa de Photons não muda o tempo de cálculo conforme a resolução, pois não leva em conta a resolução, portanto dá na mesma.

A principal vantagem de fazer este procedimento com o mapa de FG é quando tem uma imagem maior do que o PC consegue renderizar, assim, a pessoa calcula o mapa de FG menor para poder gravar e depois renderiza a cena sem dar erro de memória.

Se tudo não for otimizado perfeitamente, não adianta muito salvar o mapa de FG com resolução menor, vale mais a pena configurar direito os materiais e a iluminação otimizando ao máximo, pois assim certamente ganhará mais tempo do que salvar o FG menor.

Espero ter ajudado de alguma forma. Um grande abraço e Parabéns por mais um ótimo tópico.

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laura_serafini: olá Laura!! tudo bem?? sobre o seu trabalho, Parabéns por voltar a estudar Computação gráfica e usar o 3ds Max, fico feliz de saber que você está com força total e muito dedicada e entusiasmada.

Tudo na vida é questão de fazer as coisas com dedicação. Eu só agradeço ter deixado um pouco de lado esse ramo de maquete eletrônica, porque agora tenho tempo disponível nos finais de semana pra estudar Computação Gráfica 100%, com total dedicação e o tempo a meu favor.

Parabéns pelas suas imagens e pelo seu esforço, prossiga sempre com a cabeça erguida e o olhar sempre em frente que todo o seu conhecimendo de CG irá surgir no tempo e na proporção em que vc se DEDICAR aos seus estudos.

Não tem segredo nenhum. Frequentando fóruns, lendo artidos em Inglês, vendo vários tutoriais e treinando 100% entendendo cada etapa evitando de pular assuntos hierárquicos, postando imagens, discutindo, debatendo, falando, indagando, aprendendo, ensinando são todas as formas possíveis pra se tornar um grande e ilustre ARTISTA GRÁFICO.

Pense sempre assim e siga em frente. Parabéns pelo seus trabalhos Laura e pela ajuda do pessoal.

Abraços!!

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\"FORÇA & CORAGEM SEMPRE\"...

E aí Danilo, mais uma vez uma bela e longa contribuição. :D Eu só queria corrigir que o flick não é culpa necessariamente do FG ser um mapa de irradiancia, mas sim pelo fato dele ser aproximado, com mais detalhes em uns lugares do que outros e depois interpolado. O flick vem do fato de que em um frame um raio cair em um lugar e no frame seguinte o mesmo raio cair em outro, pela característica randomica desse método isso pode acontecer se não usar uma solução com alta qualidade, acontece com todo o render baseado nesse método, seja o FG do MR, o irradiance map do VR, além dos renders do final render e Brazil, este último mesmo era famoso por fazer ótimas imagens antes do vray mas ser incapaz de ser usado em animações por causa do flick. Só que o flick ja deixou de ser um problema faz tempo com reaproveitamento do mapa no caso de cenas estaticas e com camera se movendo ou prepass e interpolação entre frames para objetos em movimento. Este último métodofoi o último a chegar, o primeiro que teve foi o final render e eu testei na época (dava muito problema), depois o vray e no mental ray veio no max 2010. E mesmo antes desses métodos era só aumentar a interpolação que o FG não flickava, usei muito em animações de personagens sem flick. Sobre a resolução do FG, ele é baseado nos pixels da imagem final, se calcular o FG com resolução menor é como calcular ele com qualidade mais baixa. Também ja usei bastante, mas pode gerar algumas manchas, hoje em dia prefiro computar na resolução final. Só não entendi de novo o que seria o raio do FG... é o método antigo de interpolação? E eu não usaria o termo "radiosidade" para o FG + GI, radiosidade é um método de calculo de GI como mostra esse link da wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosity_%283D_computer_graphics%29 O certo é dizer que o FG antigamente quando trabalhava sozinho calculava apenas um rebatimento da luz. Não que esteja errado o que vc falou, é mais uma questão de definição técnica. ;) Eduardo, eu entendo a questão de aumentar o sky portal, é uma solução para baixar o tempo de render, mas se eu prefiro uma luz mais fisicamente correta. :)

Olá pessoal da 3d1... boa noite a todos!!

Sem querer muito fugir do tópico da nossa amiga e colaboradora Laura_serafini, gostaria de falar e indagar um pouco sobre a importância do Irradiance particles e Importons do Mental Ray .

Após a implementação do novo Importons e Irradiance Particles no Mental Ray na versão 3.6.0.0, os artistas têm novas ferramentas disponíveis para ajudá-los a alcançar os resultados que eles estão procurando.

Os usuários da Autodesk 3D Studio Max 2009 e 3D Studio Max Design 2009 tem acesso a esses novos recursos, graças ao shader ctrl.ghost, escrito e compartilhado por Maximilian Tarpini .Nós também podemos ver instruções sobre como usá-lo em uma cena no blog do mestre Jeff Patton.

Primeiro não se pode falar de Importons e nem de Irradiance particles sem entender direito o conceito de Trace depth.

Trace Depth: é a difusão de Importons na cena. Se for definido para 0, isto significa que nós não vamos conseguir um salto médio, se definido como 1 então nós vamos estar recebendo um salto médio e assim por diante. Esta configuração também funciona em conjunto com as configurações de Traverse settings.

Passes: é o parâmetro de controle, onde o número de rejeições indireta das Partículas de irradiância na cena. Se configurá-lo para 0, nós vamos estar recebendo apenas uma luz direta. O aumento desse valor também aumentará a quantidade de luz indireta passa na cena.

A relação entre estes parâmetros também terá um enorme impacto sobre a quantidade de luz que nós vamos chegar na imagem processada.

Usando o shader ctrl.ghost, podemos controlar a aparência de nossa iluminação e sombras, o controle de rejeição de luz, a intensidade, a nitidez da sombra e assim por diante. O principal benefício destas novas funcionalidades do Mental Ray é que você pode obter iluminação e sombreamento resultados semelhantes para o Final Gather / HDRI, mas com sombras mais nítidas e menos \"embaçadas\" ou artefatos granulados.

Nas versões anteriores do 3dsmax, tem sido difícil obter sombras agradáveis mesclando com uma iluminação HDRI única, mas com Irradiace Particles e Importons, felizmente, existe agora uma grande solução para isto.

Comparando-a com o Final Gather (FG) e Iluminação Global (GI), ou seja, o mapeamento de fótons. Um seleciona estas técnicas para calcular a iluminação difusa indireta em um ponto da amostra dado atingido por um rays no olho (tela) o tempo de renderização. Embora FG e GI pode ser usado em conjunto ou separadamente, Irradiance Particle continua a ser exclusivo. No entanto, note que Caustics pode ser usado com Irradiande Particle.

Qualquer técnica de iluminação indireta (FG, GI / Caustics, IP- Irradiance Particles ) requer que o sombreamento de materiais incluam um componente de iluminação indireta difusa.

Em suma, para o Irradiance Particles o Mental Ray realiza dois estágios de pré-processamento antes da renderização. Na primeira fase, antes do render, Mental Ray Importons joga raios na cena da câmera para determinar as posições destas partículas novas de Irradiância. Numa segunda fase, antes do processamento, em cada uma destas posições, o Mental Ray determina a quantidade de iluminação direta de entrada, e iluminação indireta, se passam indiretos e são permitidos.

Se os Irradiance Particles só tinham coletado a iluminação direta, apenas um salto de luz difusa indireta, então contribuirão para a amostra de sombreamento. Isto é semelhante ao Secondary FG rays, ou FG trace depth enviado para 0.

Porque a contribuição de Irradiance Particles é calculada em cada ponto de amostra de sombreamento, este é mais parecido com o novo modo do FG, onde cada ponto de amostra emite raios FG ao invés de interpolação pré-processados por pontos de FG.

No entanto, pode-se definir um modo de interpolação Irradiance Particles semelhante aos modos de interpolação normal do FG. Nós muitas vezes chamamos de smoothing. No modo interpolado, Irradiance Particles próximos contêm irradiância pré-calculados que pode ser interpolada para o ponto de determinada amostras de sombreamento. Na prática, o noise de Undersampling é um equilíbrio entre granulosidade e artefatos na imagem (defeitos). Os modos de smoothing são mais rápidos porque o Mental Ray realiza menos cálculos. Os modos de interpolação / smooting são mais rápidos com motion blur por causa da re-utilização.

Após o processamento do render ou durante o render o Mental Ray procura um ponto de amostra de sombreamento ou um shading sample point ( onde o raio do olho localiza ) para a contribuição das partículas de luz de irradiância.

Como a técnica de Irradiance Particles substitui outras técnicas de iluminação indireta, como o FG e GI, é preciso especificar o que o Mental Ray faz quando várias técnicas têm sido acidentalmente especificadas juntas.

Basta colocar, FG pressets, IP, que precede GI. Se o Irradiance Particles e G.I estão habilitados, em seguida, o GI é desligado. Se FG e Irradiance Particles são habilitados, o Irradiance Particle é desligado. Como mencionei anteriormente, Caustics pode ser usado com Irradiance Particle. Isso é porque eles são responsáveis por diferentes tipos de iluminação indireta (IP representa atualmente iluminação difusa indireta e difusa de superfícies, enquanto que o Caustics ocorrem com iluminação difusa indireta com superfícies especulares.


Atualmente, a técnica de Irradiance Particles dependem dos shaders com fótons de luz, como eles são usados na fase Importons, ou seja, no sentido inverso o caminho de luz, ou seja, olho-na-luz ao invés de luz-no-olho. Se o material de um objeto não tem shader photon, em seguida, o Mental Ray não pode dispersar o Importons.

Em geral, a técnica de Irradiance Particles deve ser mais rápida do que o FG, com cenas não-triviais, e especialmente em cenas com iluminação de distribuição muito desigual, porque ele é um algoritmo de extrema importância. Podemos classificar as cenas não-trivial como os que tomam mais do que alguns minutos para processar.

Atualmente, o técnica de Irradiance Particles é o mais adequado para as cenas com iluminações mais difusas entre interações nas superfície. O mapa de FG irá lidar com muitas cenas de espelhos e maior transparência. Também o mapa de FG vai lidar melhor com cenas de luz natural, ou materiais que tenham self-illumination/incandescence

Os artefatos com smoothing do Irradiace Particles (quando usado com interpolação) deve ser menos evidente do que os artefatos produzidos através do photon mapping para a velocidade ser similar em termos de qualidade. Tal como acontece com FG, GI irá lidar com iluminação não-difusa para ter uma superfície melhor.

Quem tiver qualquer dúvida sobre Importons e Irradiance particles, é só dar uma olhada nos sites da Mental Images, CGARENA, master Zap, Jeff Patton, mrmaterials e blogs do professor Louis Marcoux, como eu faço direto, dentre vários outros sites. ;)

Espero ter ajudado de alguma forma. Grande abraço a todos!!


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\"FORÇA & CORAGEM SEMPRE\"...

Wow!! QUe tópico cabeça!!!! hehehe!!! Acho que fazia um tempinho que os amigos não "destilavam" tanto por aqui. Parabéns á todos. E aproveitando a deixa eu só gostaria de fazer uma pequena observação em relação ao FG. Vale lembrar que o mentalray também oferece a opção de usar o scanline para o primary bounces, que por sinal é o padrão. Para usar o modo raytrace como primary bounces tem que mudar na ficha "renderer". Na prática, a grande vantagem de utilizar raytrace ao invés do scanline para os primeiros raios rebatidos é que o mentalray gerencia muito melhor a questão da memória RAM em cenas enormes. Quem me deu essa dica foi o nosso amigo Zulmar JR. da Lua4. Eu estava sofrendo para render uma cena com 45milhões de faces que mesmo com 12gb de ram e tudo em proxy tava dando pau. A desvantagem de usar o raytrace para os primeiros raios é que demora um pouco mais o render. Por isso o scanline vem como padrão. abraços!

Olá pessoal da 3d1... boa noite a todos!! :)

Fla3DMadness: oi Fla3dMadness!! tudo bem?? sobre o que você falou eu concordo plenamente, realmente a gente cria uma força de hábito e acaba falando sem querer que o termo \"radiosidade\" seria para o FG + GI, radiosidade é um método de calculo de GI, concordo contigo.

A gente sempre acaba falando no conjunto FG.+ G.I e acaba falando sem querer no FG como sistema de radiosidade, concordo com você e muito Obrigado por me corrigir.

Sou bastante técnico em minhas colocações mas ao mesmo tempo gosto de ser o mais claro possível.

Flad3dmadness: Sobre a resolução do FG, ele é baseado nos pixels da imagem final, se calcular o FG com resolução menor é como calcular ele com qualidade mais baixa. Também ja usei bastante, mas pode gerar algumas manchas, hoje em dia prefiro computar na resolução final. Só não entendi de novo o que seria o raio do FG... é o método antigo de interpolação?

Sim é o método antigo de interpolação do Mental Ray quando me referi ao radius do FG. O reaproveitamento do mapa no caso de cenas estáticas é ótimo e quebra um galho enorme pra quem quer renderizar sem perder tempo e manter uma ótima qualidade.

Sobre a câmera se movendo ou prepass e interpolação entre frames para objetos em movimento é uma EXCELENTE TÉCNICA e um ótimo recurso inovador diga-se de passagem que a Autodesk colocou a nossa disposição.

Fla3dmadness, no site da Cgsociety tem um ótimo tópico que eu li há algum tempo ( se bem que não faz muito tempo) em que os mestres de lá falam exatamente sobre isso que você comenta. Se eu achar o tópico eu coloco aqui pra gente enriquecer o debate.

Obrigado pelo ótimo tópico da Wikipedia que você me mandou, adorei, de verdade!!

http://forums.cgarchitect.com/26456-extra-prepass-animation.html ( TÓPICO COM DISCUSSÕES SOBRE INTERPOLAÇÃO ENTRE FRAMES).

Inclusive no site do http://www.metinseven.com/goodies/nl/ tem um tópico sobre um suposto script do V-Ray que é o Automator VRay v1.0 Maxscript. Esta ferramenta controla globalmente as luzes, e as configurações de material V-RAY.

Você pode ter um material verificado para usar interpolação, a ferramenta permite que você altere todas as configurações de uma só vez, e talvez vai mudar se estiver faltando um ou não, pode ver.

Para o pessoal que trabalha com o render V-Ray é uma mão na roda.

Abraços pessoal!!

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\"FORÇA & CORAGEM SEMPRE\"...

Gente, q aula!!! É muito melhor vc saber o que está mexendo pra poder mexer melhor. Às vezes eu mudava alguma coisa mais por que todo mundo fazia assim e não por entender o processo. Muito obrigada a todos!!! Ei Danilo... estou de volta. Ainda estou na correria com meus projetos, mas quando vi umas imagens novas de 3d me deu vontade de voltar a mexer e estou adorando! Obrigada pela força!

Sobre o Raio do Final Gather, foi o método usado por todos os usuários - eu inclusive - que já mexiam, estudavam ou trabalhavam com as versões anteriores do Mental Ray. Eu acho que não tem segredo, e continuo usando até hoje. Porque eu ainda uso? Infelizmente, o Interpolation, apesar de suavizar muito bem a solução de photon mapping, produz artifatcs muito chatos em quinas, em objetos menores,etc. Vcs devem saber do que estou falando. Se vc começa a configurar a sua solução de FG para sua cena, e faz um clay render para teste, verá alguns destes chatos artifacts, que podem até ficar menos visíveis com os materiais aplicados, principalmente se forem reflexivos. Quando o interpolation foi implementado como solução à configuração por Raio, muita gente reclamou e cheguei a ler em fóruns lá fora que podia ser um bug, que desde então já havia sido reportado à Autodesk. Uso o Max 2009 e até agora, O interpolation ainda me produz esses artefatos na cena. Daí a necessidade de eu voltar à velha e boa configuração pelo Raio. Fazendo isto, o bug já some, e estes artefatos (que são diferentes das "manchas" produzidas por erro de configuração ou configuração modesta de GI e FG) não aparecem. O revés é que realmente o Interpolation tem um poder de suavização, de mesclar, maior que a solução pelo Raio. Mesmo vc colocando raios muito grandes de FG, ele não consegue ser tão eficiente quanto o Interpolation em muitos casos. Deste modo, às vezes se pede para aumentar um pouco o raio de Photons para suavizar mais um pouco o mapa de photons para a atuação do FG. Se um dia, resolverem este bug (ou então me ensinarem um modo pelo qual eles não apareçam) com o Interpolation, aí eu sou o primeiro a querer usá-lo. abrçs

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Eu uso o interpotation mais pela praticidade mesmo. Mas sei que quando configuramos manualmente o raio do FG o tempo de render cai bastante. Testem vcs mesmos... renderizem uma cena interna com o interpolate, salvem e depois renderizem outra com o valor do lado maior deste ambiente para o raio max e 10% deste valor no raio min. O tempo de render despenca mas o GI não fica tão preciso. Ess tácnica funciona melhormesmo em imgs still. Na é poca do max 8 este macete me ajudou bastante, mas depois do interpolate eu nunca mais testei isso. Vou ver se no max 2010 isso melhorou. abrs!

Oi, Eduardo. Mas eu acho que perde a precisão pq neste caso vc estaria usando um raio muito grande para o Final Gather. Usar o valor do lado maior para o raio maximo fica rápido mas muito impreciso. Por exemplo, uma sala com 6, 7 metros, usando photon mapping, o raio max de final gather, para mim, fica na casa dos 40, 50, 60 centímetros (e o raio min - 4, 5, 6 cm). Acredito que mesmo usando apenas Final Gather, um raio max de 600, 700 centímetros, para este caso, seria muito grande, e deixaria mesmo impreciso o Final Gather na cena. abrç

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Eae Dudamel, nem me fala nesses problemas do interpolate do FG que eu também ja tive algumas vezes e lembro de ter batido bastante cabeça até descobrir que o problema estava na interpolação. Mas ainda assim eu costumo usar o interpolate por numero de raio e só troco pro método antigo quando aparecem esses problemas pois, como vc falou, este tende a perder mais detalhe. E outro dia achei um post do Master Zap no cgtalk comentando sobre os métodos de interpolação e ele fala que não faz sentido usar interpolação baseada na escala da cena pq o FG é todo calculado na escala do pixel da imagem final, então se é pra usar o método antigo é melhor se basear na escala de pixel do que na escala da cena. Opa, achei o post... bom, pra mim quando o assunto é mental ray, Master Zap falou tá falado! :D http://forums.cgsociety.org/showpost.php?p=3716647&postcount=1418