VRay渲染器-渲染圖像噪點問題的探究

張群英

（廣州白云工商高級技工學(xué)校，廣東 廣州 510450）

1.引言

VRay是由Chaos Software公司出品的3dmax超級渲染器，以靈活性、易用性見長，它擁有光線跟蹤和全局照明，用來代替Max原有的線性掃描渲染器。VRay還包括了其它增強性能的特性，用于渲染一些特殊的效果，如焦散、全局照明等。它還結(jié)合了光線跟蹤和光能傳遞，其真實的光線計算創(chuàng)建專業(yè)的照明效果，可用于建筑設(shè)計、燈光設(shè)計、展示設(shè)計等多個領(lǐng)域，是目前業(yè)界最受歡迎的渲染引擎。但VRay在渲染中，要達到質(zhì)速共存，材質(zhì)、燈光或渲染參數(shù)需要進行合理設(shè)置，如果設(shè)置不當(dāng)，圖像很容易出現(xiàn)噪點，這也是初學(xué)者最困惑的問題。根據(jù)筆者從事效果圖制作多年的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)了出現(xiàn)噪點的原因及解決噪點的辦法，希望能給初學(xué)者有所幫助。

2.VRay的工作流程

①創(chuàng)建或者打開一個場景；②指定VRay渲染器；③對已完成的場景模型賦貼圖及材質(zhì)；④把渲染器選項卡設(shè)置成測試階段的參數(shù)，把圖像采樣器改為“固定模式”，并關(guān)閉材質(zhì)反射、折射和默認(rèn)燈光；勾選GI，將“首次反射”調(diào)整為發(fā)光貼圖模式，調(diào)整最小采樣和最大采樣為-6，-5，同時“二次反射”調(diào)整為燈光緩存模式，降低細(xì)分；⑤根據(jù)場景布置相應(yīng)的燈光；⑥根據(jù)實際的情況再次調(diào)整場景的燈光和材質(zhì)；⑦渲染并保存光子文件，設(shè)置保存光子文件，調(diào)整發(fā)光貼圖模式，最小和最大采樣為-5，-1或-5，-2或更高，同時把燈光緩存的細(xì)分值調(diào)高，保存光子文件；⑧正式渲染，調(diào)高抗鋸齒級別；設(shè)置出圖的尺寸，調(diào)用光子文件，渲染出大圖。

分析以上流程后，下面從材質(zhì)、燈光及渲染參數(shù)等方面探討噪點產(chǎn)生的原因及處理辦法。

3.VRay材質(zhì)的影響因素

在選擇材質(zhì)方面最好選擇VRay材質(zhì)，不要選擇max材質(zhì)。如果場景中有反射或折射，相應(yīng)細(xì)分值太小會出現(xiàn)噪點，測試時設(shè)置5-8，出圖時設(shè)置20左右。

4.場景中燈光布置的影響因素

4.1 燈光類型

VRay燈光有平面和球形兩種，因兩種燈光散布光線的方式不同，在燈光和渲染參數(shù)設(shè)置相同的情況下，平面光，噪點很多；球形光，照射效果很平滑，如圖1所示；因此在添加燈光時要根據(jù)需要謹(jǐn)慎選擇燈光類型。

4.2 燈光的強度

通常強度較小時，噪點多；增大強度，可減少噪點；也可提高首次和第二次的反彈倍增值，以提高間接照明的反彈亮度。

4.3 燈光的陰影細(xì)分

把燈光的陰影細(xì)分由默認(rèn)的8改到20-24左右，也會改善噪點現(xiàn)象。

4.4 燈光的位置

如果燈光放在物體內(nèi)部，也會產(chǎn)生噪點，最好燈光能放在物體之外。下面這兩個效果圖就是燈光放置不同位置的比較：如圖2，燈光放在燈罩之外，沒什么噪點；圖3燈光放在燈罩內(nèi)部，有很多噪點。

5.渲染設(shè)置參數(shù)的影響因素

渲染面板參數(shù)的設(shè)定是對VRay渲染畫面質(zhì)量影響最大的因素，也是最容易形成噪點的因素。

5.1 抗鋸齒參數(shù)設(shè)定對渲染圖像質(zhì)量的影響因素

該參數(shù)用于控制圖像采樣器采集到的圖像的光滑度、清晰度和銳利度。

None：關(guān)閉抗鋸齒過濾器（常用于測試渲染）；M itchell-Netravali：可得到較平滑的圖像（很常用的過濾器）；CatmullRom：可得到清晰銳利的圖像（常被用于最終渲染）。通常是測試時關(guān)閉抗鋸齒過濾器，最終渲染選用M itchell-Netravali或Catmull Rom。這兩種過濾器可以得到較好的圖像效果，如圖4所示，左側(cè)圖抗鋸齒開關(guān)打開，圖像無鋸齒；右側(cè)圖關(guān)閉了抗鋸齒開關(guān)，圖像有明顯鋸齒。

5.2 發(fā)光貼圖引擎中基本參數(shù)的影響因素

5.2.1 最小比率

主要控制場景中比較平坦、面積比較大的面的質(zhì)量，這個參數(shù)確定GI首次傳遞的分辨率。值越小速度越快，但圖像質(zhì)量差，一般測試時可以給到-6或-5，最終出圖時可以給到-4或-3。

5.2.2 最大比率

主要控制場景中細(xì)節(jié)比較多、彎曲較大的物體表面或交匯處的質(zhì)量。這個參數(shù)確定GI傳遞的最終分辨率，測試時可以給到-5或-4，最終出圖時可以給到-2或-1或0。

5.2.3 半球細(xì)分

決定單獨的GI樣本的質(zhì)量，對整圖的質(zhì)量有重要影響，決定GI采樣的精細(xì)程度。較小的取值可以獲得較快的速度，但是也可能會產(chǎn)生噪點，較高的取值可以得到平滑的圖像。測試時可以給到10-15，提高速度，但圖質(zhì)量很差，最終出圖時可以給到30-60，最高可達到80，控制噪點效果很好。

5.2.4 插補采樣

控制場景中的噪點，值越大噪點越平滑，用于插值計算的樣本的數(shù)量。較大的值會模糊GI的細(xì)節(jié)；較小的取值會產(chǎn)生更光滑的細(xì)節(jié)，但是也可能會產(chǎn)生噪點。測試時默認(rèn)，最終出圖時可以給到30-40，數(shù)置過大會使場景陰影不真實。

5.3 燈光緩存引擎中細(xì)分等參數(shù)的影響因素

5.3.1細(xì)分

用來控制計算的樣本數(shù)量，較高的取值會取得較好的圖像效果，較低時會產(chǎn)生噪點。測試時可以設(shè)為100-300，最終渲染時可設(shè)為800-1500。

5.3.2采樣大小

用來控制燈光緩存引擎使用采樣點的大小，較小的值可得到更多的細(xì)節(jié)，較大的值會產(chǎn)生噪點。通常為0.01-0.02。

5.4 rQMC采樣器的影響因素

自適應(yīng)數(shù)量：控制早期終止應(yīng)用的范圍，值為1.0意味著在早期終止算法被使用之前被使用的最小可能的樣本數(shù)量。值為0則意味著早期終止不會被使用。測試時設(shè)置為0.97，最終出圖時可設(shè)為0.7-0.85。較小的值可以得到較好的圖像質(zhì)量，否則圖像會較模糊。

噪波閾值，用來控制圖像中的噪波數(shù)量，值越小，圖像質(zhì)量越好。該參數(shù)較敏感，0.02有噪波，0.015有可能就消除噪波，因此在調(diào)整時，一點一點增加。測試時為0.02，出圖時把噪波閾值調(diào)成0.005或0.002噪波就會消失。

最小采樣數(shù)：確定在早期終止算法被使用之前必須獲得的最少的樣本數(shù)量。較高的取值將會減慢渲染速度，但同時會使早期終止算法更可靠，圖像效果越好。測試時可為4，輸出時可調(diào)到10-16之間即可。

全局細(xì)分倍增：用來控制全局的細(xì)分采樣數(shù)值，在渲染過程中這個選項會倍增任何地方任何參數(shù)的細(xì)分值。可以使用這個參數(shù)來快速增加/減少任何地方的采樣品質(zhì)。如果所有參數(shù)都調(diào)整到位，但還是有噪點，可調(diào)整該參數(shù)，會有明顯效果。默認(rèn)值為1，以下是各種參數(shù)相同倍增值不同時渲染的圖像效果。如圖5所示。

但為了提高速度，此時可相應(yīng)減少半球細(xì)分的值，如20就可以了。另外燈光緩存的細(xì)分也可適當(dāng)減少。

5.5 其它處理圖像噪點的辦法

如果圖像已經(jīng)渲染完成了，也就沒法在Max和VRay中進行調(diào)節(jié)了，但是我們可以到PS中對噪點進行簡單的處理，如使用濾鏡中的模糊--特殊模糊或者高斯模糊，但是要注意的是，數(shù)值不能給得太大，否則會丟失很多細(xì)節(jié)。

對于VRay渲染器而言，通過參數(shù)的進一步優(yōu)化，以及材質(zhì)、燈光方面的多方設(shè)置，可以有效提升渲染速度和渲染質(zhì)量。以上只是我的個人感受，望能和大家相互交流，共同提高。隨著VRay渲染器的廣泛應(yīng)用，相信廣大的效果圖愛好者會對VRay渲染器會有更多的研究和探討。

[1]劉小晶.提高VRay渲染器渲染品質(zhì)與速度的應(yīng)用研究[J].漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010，1：1-3.

[2]沈衛(wèi).VRay教學(xué)中的“質(zhì)速”雙全之道[J].電腦知識與技術(shù)，2010，9：2182-2183.

[3]孫正廣.VRay渲染器渲染速度提升方法探討[J].萍鄉(xiāng)高等專科學(xué)校學(xué)報，2008，3：60-62.

[4]黃國安，陳玲玲.室內(nèi)設(shè)計專業(yè)“3D MAX效果圖表現(xiàn)”課程教學(xué)改革與研究[J].藝術(shù)探索，2010，5：104-105.