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Tema: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

  1. #31
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Hasta aquí nuestra andadura solo con Final Gather. Hemos demostrado como las condiciones de luz afectan, y mucho, a los parámetros de configuración y por lo tanto a los tiempos de render, para obtener imágenes con iluminación indirecta de calidad.

    Las escenas con muy poca luz directa necesitan un número de diffuse bounces muy elevado para repartir la luz convenientemente y un número de rayos también muy alto para conseguir una imagen suave y sin manchas. Los tiempos de render se disparan.

    Sin embargo, para escenas con mucha luz podemos usar una densidad por ejemplo de 2 si no es una escena demasiado compleja, un solo rebote (o incluso 0 si hay mucha luz) y entre 100 y 250 rayos para conseguir una calidad muy elevada sin coste de procesamiento.

    Pero no nos vamos a quedar aquí, claro. Queremos escenas con una buena calidad de render y tiempos contenidos. A pesar de que pocaluz nos va a dar problemas queremos mejorar esa apariencia y sobre todo esos tiempos de render.

    Tenemos dos opciones:

    - Añadir más luz a la escena para ayudar a FG a procesar mejor y más rápido la iluminación.
    - Usar Global Illumination, el otro método de Mental Ray para calcular la luz indirecta combinado con FG.

    La primera opción la vamos a dejar para el final, pues mi intención con este tutorial es precisamente esa, no añadir más luz en principio para forzar a los dos métodos de calculo (FG y GI) a tope a ver qué podemos conseguir. Así que vamos a trabajar primero con Global Illumination (GI) y nuestros amigos los fotones.

  2. #32
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Por cierto, pequeño inciso. Para los novatos, CUIDADO CON LOS PRESET DE FINAL GATHER. Esta guay, aparentemente, poder usar unos valores preestablecidos y catalogados como "draft", "Low", "medium", "high" y "very high". Pero si movemos la pestañita deslizante y comprobamos los valores de densidad y rays, veremos que las distintas combinaciones pueden no ser adecuadas para mi escena en ningún caso. Tanto por quedarse cortas como por pasarse por arriba.

    Por ejemplo, si tenemos una escena muy bien iluminada y con un modelado muy complejo, ningún preset hasta el "very high" puede ofrecernos una densidad adecuada. "High" coloca el valor de densidad en 1,5, el cual puede ser insuficiente. "Very high" lo pone en 4, bastante alto y puede que adecuado a mi escena, pero tira 10.000 rayos!! Si mi escena tiene estas características podría incluso pasar de 4 en densidad para ganar detalle y sin embargo usar solo 250 rayos para suavizar la escena.

  3. #33
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Ahora si, vamos con GI.

    Global Ilumination usa fotones para calcular la cantidad de luz indirecta que se reparte por la escena. Estos fotones rebotan en la geometría de la escena depositando energía que es recogida por GI para el calculo de la luz.

    La gran ventaja de GI es la rapidez con la que reparte la luz indirecta. Enseguida vais a ver que solo con GI el resultado en cuanto a cantidad de luz en ambas escenas es mucho más luminoso que usando Final Gather con varios rebotes, sobre todo en poca luz. Y lo mejor, muy rápido. Luego gracias a GI vamos a deshacernos de uno de los problemas de la escena pocaluz: usar un número de rebotes alto para iluminar bien aumentando el tiempo de render.

    La desventaja es que conseguir una escena suavizada con GI es complicado. Hay que usar un número elevado de fotones para conseguir la misma suavidad en la iluminación que con Final Gather.

    Pero si combinamos ambos, tendremos lo mejor de cada casa.

    Además GI se calcula PARA TODA LA ESCENA, independientemente del encuadre de la cámara.

    Primera prueba. En el panel de Render Setup (F10) desactivamos "enable" en Final Gather. Luego lo volveremos a activar. Un poco más abajo, en la persiana "Caustics and Global Illumination" activamos la casilla "enable" en el panel de GI (no en caustics, cuidado).

    Los valores de GI por defecto son:

    - Maximum num Photons per sample: 500
    - Maximum sampling radius: desactivado
    Un poco más abajo:
    - Average GI Photons per light: 20.000

    Estos son los valores principales y más importantes. Tendremos que ajustar el control de exposición de mr pues va a cambiar la cantidad de luz. Tiramos un render de cada escena con estos valores de GI.
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-muchaluzgidefault.jpg   Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-pocaluzgidefault.jpg  

  4. #34
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Estupendo! en apenas unos segundos tenemos gran cantidad de luz, pocaluz se ve un poco más oscura que lo que nos ha salido con FG y 12 rebotes. Ajustando el control de exposición conseguiremos los mismos resultados. Y los cálculos han sido muy rápidos.

    Ahora vamos a darle un poco más de calidad al tema. Como vamos a combinar GI y FG NO ES NECESARIO OBTENER UN RENDER PERFECTO SOLO CON GI, sino simplemente correcto. FG ya se encargara de suavizar.

    Otro de los problemas de GI es que ajustar los parámetros no es fácil. Aquí no se cumple la norma de "cuantos más fotones, mejor se va a ver todo", hay que encontrar la combinación adecuada entre los fotones emitidos, los fotones que queremos procesar y en qué radio queremos hacerlo.

  5. #35
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Los valores que tenemos son:

    Max. num. photons per sample=500
    Max. sampling radius=desactivado
    Average GI photons per light=20.000

    Traducido al castellano (más o menos) esto quiere decir:
    - el sol (la luz que tenemos en escena) dispara 20.000 fotones. De esos 20.000 muchos se colaran por las ventanas y rebotaran en los objetos de nuestra escena, depositando luz indirecta.
    -Para recolectar esa luz, dividimos la escena en trozos del radio "max. sampling radius". Como este valor esta desactivado, automáticamente mental ray utiliza un radio equivalente a 1/10 el radio de una esfera que supuestamente encerrara a nuestra habitación. En nuestro caso ese radio sería de unos 40 cm.
    - Una vez dividida la escena en trozos de 40 cm, buscamos dentro de cada trozo 500 fotones rebotados (max num photons per sample) y procesamos la cantidad de luz.

    Pero claro puede ocurrir:
    Imaginaros que yo lanzo a la escena desde el sol 10 fotones solamente. De esos 10, solo 8 se cuelan por la ventana y se ponen a rebotar por la habitación. Divido la escena en trozos de 40 cm y le pido que encuentre 500 fotones en cada trozo. ¿Los encontrara? Pues hombre, va a estar jodida la cosa... si solo hay 8 fotones en total rebotando difícil va a ser que encuentre 500... Quizá encuentre 2. O uno... pero no 500

    Otro caso. Lanzo 100 millones de fotones. 90 millones se cuelan por la ventana. 90 millones rebotan por la habitación. Divido en trozos de 40 cm y le pido (max num photons per sample) que encuentre 2 fotones en ese radio. ¿Los encontrara? Estaría bueno! Pero claro, hay un montón de fotones que no estamos teniendo en cuenta, no se usan! Es más, el resultado visual del primer ejemplo y el segundo sería el mismo! encontramos los mismos fotones.

    El problema es que en primer caso la emisión de 10 fotones tardaría una fracción de segundo, emitir 100 millones de fotones puede tardar horas.

  6. #36
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Luego es importante encontrar el equilibrio adecuado entre el número de fotones buscados, el radio de búsqueda y los fotones totales emitidos.

    Ahora mismo le estamos pidiendo 500 fotones en un radio de unos 40cm, lanzando 20.000. ¿Como sabemos si encuentra los 500 fotones? comparando.

    Vamos a renderizar buscando 500, 250 y 100 fotones:

    Max num photons per sample: 500-250-100
    Maximum sampling radius: 45 cm
    Average GI photons per light: 20.000
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-pocaluz-giphotonscomp.jpg  

  7. #37
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Solo os pongo los resultados con pocaluz. Tranquilos, a muchaluz le pasa lo mismo: las tres imágenes son IGUALES. ¿Que significa esto? que tirando 20.000 fotones y buscando en un radio de 45 cm encuentra LOS MISMOS FOTONES. Es decir, no encuentra 100 y por lo tanto no encontrara jamás 250 ni 500.

    El valor de max num photons per sample TIENE que ser inferior a 100. Cuando empecemos a notar cambios (a peor) en la imagen entonces hemos encontrado cuantos fotones de verdad se localizaran en un radio de 45 cm disparando 20.000. Una vez localizado ese valor, todo será más facil.

  8. #38
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Vamos entonces a ver cuantos fotones encontramos como máximo en nuestro radio de 45cm.

    max. num photons per sample=75-50-25
    Max. sampling radius=45cm
    Aver. GI photons per light=20.000
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-pocaluz-25-50-75fotons.jpg  

  9. #39
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Ahora vemos cambios. La imagen donde hemos buscado 25 fotones presenta manchas muy definidas. Si vemos la imagen con 50 fotones vemos que esas manchas, a pesar de ser muy notables, están también bastante más suavizadas que en la imagen con 25 fotones.

    ¿Qué significa esto? Pues que hemos pedido 25 fotones y los ha encontrado. Pero le hemos pedido 50 y la imagen se ve mejor, luego había más de 25 fotones en ese radio de 45cm.

    ¿Habra 75? pues si comparamos las imágenes con 50 y 75 también apreciamos un cambio, las manchas están ligeramente más difuminadas, no se nota tanto el cambio como entre 25 y 50 pero hay algo de mejoría.

    El valor de max. num. photons per sample especifica cuantos fotones queremos tener en cuenta para calcular la iluminación indirecta en cada zona del radio especificado en max. sampling radius. Cuantos más fotones encontremos, más suave y más calidad tendrá la solución de GI. El problema esta, como habéis visto, que yo no puedo tirar un número muy bajo de fotones desde Aver. GI photons per light y luego pedirle 5000 fotones en Max. Nun photons per sample. No los va a encontrar. Tampoco los encontraría si buscara en un radio muy pequeño, cuanto menor sea el radio obviamente menos fotones caben.

    Luego, para nuestra escena, dado el radio y el nº de fotones que lanzamos, de momento podemos decir que como mínimo encontramos 75 fotones.

    En el post anterior comparamos entre 100-250 y 500 y vimos que las 3 imágenes eran iguales. Luego el número de fotones que buscamos debe estar entre 75 y 100.

    Vamos a comparar las dos imágenes; las tenemos, no hace falta renderizar.
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-pocaluz-75-100fotons.jpg  

  10. #40
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Como véis son muy muy similares. No apreciamos cambios a simple vista. Si notaramos algún cambio, ¿que querría decir? pues que encontramos más de 75 fotones. Habría que volver a probar con 80, 90, 95.. por ahí estaría el valor. En nuestro caso el número de fotones estará próximo a 75. Pueden ser 70 o 73, pero más de 75 no. Así que nos vamos a quedar con este número de fotones, fotón arriba fotón abajo.

    Luego para pocaluz, si tiramos 20.000 fotones y buscamos en un radio de 45cm, encontramos 75 fotones como máximo. El tiempo de render es de 7sg.

    Para muchaluz, probamos igualmente hasta encontrar ese valor. Buscamos 25-50-75 fotones.
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-muchaluz-25-50-75fotons.jpg  

  11. #41
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Pues... lo mismo. Encontramos los mismos fotones en el mismo radio en ambas escenas, así que nos quedamos también con ese valor de 75 fotones encontrados para un radio de 45cm, lanzando 20.000 fotones desde el sol.

    ¿Y ahora qué? Pues antes hemos comentado que cuantos más fotones encontremos en max. num. photons per sample, mejor apariencia tendrá la escena. Pero ahora mismo encontramos como máximo 75. ¿Cómo podemos encontrar más fotones? Pues esta claro que para encontrar más fotones solo podemos hacer 2 cosas:

    - Lanzar más fotones. Si desde la luz emitimos un mayor número de fotones, habrá más fotones rebotando por la habitación y podremos encontrar más de 75 para nuestro radio de 45cm ¿no?

    - Ampliar el radio. Esta claro que si en 45cm encontramos 75 fotones, en 100cm habrá más... El problema de ampliar el radio es que si cada vez buscamos en zonas más grandes perderemos detalle en la iluminación, llegando a quedar plana si nos pasamos. En ese sentido os recuerdo cómo calcula automáticamente Mental Ray el radio idóneo para la escena: 1/10 el radio de una esfera que envolviera nuestra escena. Luego cada escena tiene su propio radio, y es conveniente dejarlo como esta en la mayoría de las ocasiones.

    Así que para suavizar la escena y conseguir mayor calidad, dejamos el radio y lanzamos más fotones. Pero, ¿cuantos más? ¿y cómo se ahora cuantos fotones voy a encontrar en max. num photons per sample? Es decir, se trata de mantener siempre el número de fotones encontrados al máximo sin pasarme ni quedarme corto, si lanzamos el doble de fotones en average GI photons per light, ¿cuantos fotones más vamos a encontrar?

    Facil. Si buscamos el doble de fotones, debemos tirar 4 veces más fotones en average GI photons per light.

    Voy a empezar con muchaluz. Teníamos 75 fotones en la búsqueda, lanzando 20.000. Vamos a pedirle 150 lanzando 80.000.
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-muchaluz-fotonesx1x2.jpg  

  12. #42
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Bien bien... se nota. Poco, pero se nota. Al encontrar más fotones, la imagen se empieza a ver mejor, menos manchada y más homogénea. ¿Cómo se que la regla que os he dado antes (fotones buscados x2 y fotones lanzados x4) es correcta? Probadlo. Si lanzando 80.000 fotones, le pido 100 en lugar de 150 y la imagen se ve peor, significa que si encuentra esos 150 fotones (o al menos más de 100) Y si lanzando 80.000 fotones le pido 200 en lugar de 150 y la imagen se ve igual, entonces no encuentra más de 150. Si se cumplen las dos pruebas, entonces la norma es correcta.

    De verdad, probadlo vosotros, es la única forma de aprender.

    Seguimos nuestra progresión con muchaluz. Vamos a hacer 3 render más:

    - Max. num photons per sample: 300-600-1200
    - Avrg. GI photons per light: 320.000-1.280.000-5.120.000
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-muchaluz-fotonesx4x8x16.jpg  

  13. #43
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Cada vez mejor. Y los tiempos de render son muy rápidos, fijaros en emitir 5 millones de fotones hemos tardado 53sg. Todavía quedan manchas pero veis que a medida que encontramos más fotones los detalles se van concentrando más y la imagen es cada vez más homogénea y suave.

    El problema de GI es que le cuesta mucho suavizar la imagen. Para obtener un render óptimo habría que seguir lanzando fotones y encontrando más y más fotones. El siguiente paso seria lanzar 20 millones (los 5 millones x4). Si no queda bien habría que tirar 80millones... buf.

    De todas formas, hemos dicho que íbamos a combinar GI con Final Gather para obtener resultados óptimos, ¿no? Así que no tenemos que dejar la imagen perfecta solo con GI, no es necesario. Necesitamos una solución de fotones que nos proporcione el suficiente detalle y que no presente graves imperfecciones.

    Y no solo eso. Si a Final Gather le damos un mapa de fotones demasiado detallado lo pasa mal. Tened en cuenta que cuando trabajemos con FG y GI, primero calculamos la GI y luego FG se calcula SEGÚN EL MAPA DE FOTONES que hayamos calculado previamente. Luego para los mismos valores de FG nos podemos encontrar con resultados distintos en función de cómo hayamos calculado la GI.

    La pregunta clave es: ¿como de detallado (cuantos fotones) tiene que ser GI para obtener buenos resultados con FG?

  14. #44
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Pues vamos a probar.

    En la ventana de render setup (F10), en la pestaña "indirect illumination" vamos a activar "enable" en Final Gather. Es importante usar los mismos valores de calidad de FG para poder comparar. En este caso uso valores medio-bajos, pues solo quiero comprobar si la imagen mejora cuando usamos los mismo valores de FG combinados con tres mapas de GI distintos:

    FG: density=0,4 - Rays=250 - Interpolation=30

    Con estos valores de FG tiramos 3 render con los siguientes valores de GI:

    Max num photons per sample: 75 - 300 - 600
    Average GI photons: 20.000 - 320.000 - 1.280.000

    A ver que pasa....
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-muchaluz-fg-gi-comp.jpg  
    Última edición por flipper666; 29-01-2010 a las 22:27

  15. #45
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    Respuesta: Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural

    Vaya, resulta que la primera imagen, la del mapa de fotones más pobre presenta varios artefactos, zonas luminosas que no deberían estar ahí. Pero las otras dos... son casi iguales. Lo que no es igual son los tiempos: la segunda ha tardado casi 3 veces más en renderizar. Si los valores de FG son iguales y el tiempo de emisión de fotones apenas se lleva 20sg más en la tercera que en la segunda, como habréis podido comprobar a FG le cuesta más trabajo procesar un mapa de fotones más complejo. Pero el resultado visual es el mismo.

    Eso significa no solo que más fotones en la búsqueda sea igual sino que si lo vamos a combinar con FG es PEOR, a más fotones más tiempo de render para obtener el mismo resultado.

    Luego por lo tanto, no es necesario un mapa de fotones grande y suave, basta con que sea CORRECTO. El primer mapa es demasiado pobre y arrastra a FG a cálculos incorrectos.

    Y otra cosa. Ahora nuestra imagen es mejor. Mejor que solo con FG y mejor que solo con GI. Si recordais, solo con FG una imagen aceptable (pero con manchas) se había ido a 12 minutos de render. Ahora tenemos una imagen suave en 1:35 si nos quedamos con la opción 2.

    Con FG tuvimos que tirar 3000 rayos para conseguir una imagen más o menos suave. Y darle 2 rebotes. Con GI los rebotes de FG no tienen efecto, y al haber más luz (gracias a GI) no hace falta usar tantos rayos para suavizar.

    Lo que si hemos perdido es detalle. Los bordes de los objetos se difuminan. Recordad que estamos usando una densidad baja en FG, 0,4, poco detalle. Vamos a darle un poco más de caña a ver si sacamos más detalle. Si no, tendremos que usar Ambient Occlusion.

    FG: Density=2 Rays=250 Interpolation=30
    GI: Max num photons per sample=600 - Average GI photons=1.280.000

    Tiempo de render: 4:25
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Mental Ray - Tutorial Comparativa luz natural-muchaluz-fg2-gi.jpg  

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