Mental Ray tutorial comparativa luz natural

[flipper666]

Hola a todos, como lo prometido es deuda os propongo un taller parecido al anterior que publiqué, interior Mental Ray luz artificial, donde en este caso voy a intentar profundizar en los parámetros de Final Gather, GI y Ambient Occlusion para que podamos entenderlos mejor y sepáis ajustarlos en función de la escena con la que estéis trabajando dependiendo de las condiciones de luz.

Se trata de ver cómo influye la cantidad de luz directa en una escena a la hora de configurar correctamente FG y GI. En este caso, intentaré llevar la explicación de forma paralela en dos escena idénticas, salvo que una tiene muy poca cantidad de luz directa (ventanas pequeñas) y la otra gran cantidad de luz directa entrando por grandes ventanales.

Se trata de dos escenas modeladas igual, con los mismos objetos y en la misma posición, solo las diferencia el tamaño de las ventanas. Por lo demás:
-Motor: Mental Ray.
- Unidades escala: cm.
- Luz: sistema Daylight con Mental Ray Sun y Mental Ray Sky (misma hora en ambas escenas)
- Environment: Mental Ray Physical Sky.
- Material Arch & Design mate blanco para empezar (sin AO).
- FG y GI desactivado.
- Control de exposición: Mental Ray photographic exposure Control.

De momento os cuelgo las dos escenas en un (*.rar) y os pongo un par de renders solo con luz directa para establecer el punto de partida. Todos los aportes, dudas, comentarios, lógicamente, serán bienvenidos por todos. Un saludo chicos.

[BlooDArerbaC]

Hombre que está bueno esto formidable idea. Saludos.

[guigo]

Buenas. Pues muchas gracias Flypper lo seguiré a ver si mejoro en Mental Ray.

[flipper666]

Bueno, pues vamos al lío. Primero un poco de resumen y recordatorios. Ya sabéis que los mejores resultado en Mental Ray para trabajar con la luz indirecta son (generalmente) combinar Final Gather y global illumination. En este ejercicio/tutorial/taller o cómo queráis llamarlo vamos a hacerlo así fijándonos en cómo la cantidad de luz directa que ya tenemos en la escena afecta a los parámetros de calidad de FG y GI y por lo tanto a los tiempos de render. Veremos que soluciones y trucos podemos usar cuando las cosas empiecen a complicarse.

El proceso normal en el workflow de los cálculos de luz indirecta suele ser:
1.- Calculamos primero un mapa de fotones con GI.

En este punto es importante recordar que cuando vamos a usar juntos GI y FG el mapa de fotones no es necesario que sea detallado y completamente suave.
2.- Calculamos FG y guardamos el mapa.

Final Gather utiliza el mapa de fotones previamente guardado para sus cálculos de luz indirecta.
3.- Con los mapas guardados, aplicamos materiales y ajustamos los parámetros de calidad de render para la imagen final.

Al usar los dos métodos juntos aprovechamos las ventajas de ambos:
-FG ofrece resultados suaves en el sombreado de la iluminación indirecta con poco esfuerzo, pero le cuesta mucho trabajo rebotar, llevar la luz indirecta a zonas alejadas de las entradas o fuentes de luz directa.

GI transporta rápidamente la luz indirecta iluminando sin mucho esfuerzo la escena. Por contra, intentar conseguir un render final suavizado y con mucho detalle en la iluminación indirecta es bastante costos o.

Por tanto, combinando la rapidez de GI con la mejor apariencia de FG se consiguen los resultados con mejor relación tiempo/calidad.

En este caso y para que podáis entender perfectamente todos los parámetros de FG (sobre todo) y GI dependiendo de la cantidad de luz, vamos primero a trabajar solo con FG y ver cuáles son los problemas que tenemos, luego solo con GI y problemas, y por último combinaremos ambos.

[flipper666]

Así que vamos a empezar con las dos escenas a la vez, primero solo trabajando con Final Gather. Para ambas:
-Panel render setup (f10) -> pestaña indirect illumination.

Activamos la casilla enable Final Gather.

Movemos la pestaña de preset a la izquierda hasta ponerla en draft.

A continuación, nos vamos al menú rendering->exposure control.

En Mental Ray photographic exposure control, ponemos el valor de exposición (ev) en 12.

Renderizamos.

[flipper666]

Bueno, pues aquí tenemos nuestro punto de partida con iluminación indirecta con FG. Vemos en la escena con mucha luz y los mismos valores de FG empiezan a verse el resto de objetos de la escena que antes no aparecían cuando solo teníamos luz directa.

En la escena con poca luz se atisban solo el aparador y la pared del fondo y se adivinan muy tenuemente algún otro objeto.

Recordad que, por defecto, Final Gather calcula solo la incidencia del primer rayo de luz indirecta. Si queremos más luz indirecta en la habitación debemos usar el primer parámetro importante, Diffuse bounces. Con este valor, le decimos a Final Gather que recopile (Final Gather significa recolección final)(y no es un golpe especial de un personaje de videojuego.) la cantidad de luz indirecta del primer, segundo, tercer, rebote de la luz en la habitación.

Parece claro apriori que la escena con mucha luz va a necesitar pocos rebotes para conseguir una luz adecuada. Seguro que no es el caso de la escena con poca luz.

Para mucha luz vamos a tirar dos renders con 1 y 2 en Diffuse bounces.

Para poca luz vamos a tirar tres renders con 1, 5 y 12 en Diffuse bounces.

[flipper666]

Los renders salen muy feos, pero para ver la cantidad de luz que recolecta FG es más que suficiente. Y ya tenemos la primera consecuencia.

En la escena muchaluz (vamos a llamarle así) con 1 rebote ya tenemos más luz que en pocaluz con 12. Es lógico, pues de partida había más luz directa, luego había más luz para repartir y tiene que rebotarla menos veces. Luego para obtener un resultado similar debemos rebotar muchas más veces la luz en una escena que en otra. Como el número de rebotes influye directamente en el tiempo de cálculo, ya tenemos que el render de pocaluz 12 rebotes tarda ¡4 veces más, que el de muchaluz con 2 rebotes.

Ahora los tiempos son muy bajos por los valores de calidad que tenemos (4 segundos una escena y 16 la otra) pero si seguimos la progresión cuando el render de una tarde 1min el de la otra serán 4 y si uno tarda 10min el otro, pues 40. Recuerdo que esto sería solo si usáramos FG.

Para que tengáis una referencia de los tiempos os pongo el equipo que estoy usando:
-AMD Phenom Quad Core 9650.
-2 Gb RAM.

Gráfica Asus 9600 GT.

[flipper666]

Dando por sentado que la cantidad de luz generada por los rebotes para ambas escenas es adecuada, es decir, me quedo con 12 rebotes para poca luz y 2 para mucha luz (parece lógico pensar que pocaluz se verá más oscura y tenue que mucha luz), el siguiente paso es empezar a ajustar los valores de calidad de FG para obtener un mejor render.

[guigo]

Buenas. Todo muy claro y bien explicado te lo agradezco. Un saludo.

[Tirit]

Yo llevo ya haciendo pruebas hace tiempo. ¿el fin? Conseguir una iluminación global en Mental Ray con una sola luz. La cosa está jodidilla, pero vamos avanzando, con resultados bastante aceptables.

[flipper666]

Justo Tirit, has dado en el clavo. Y como bien dices la cosa es bastante jodida, a ver qué sacamos.

[Tirit]

Esta es una de las últimas pruebas que he hecho, solo hay una luz. Y aunque no estoy todavía muy contento del resultado, la iluminación pienso que es aceptable. Decir que la luz no es un sistema Daylight con Mental Ray Sun y Mental Ray Sky en mi caso. (todavía está un poco oscura).

[flipper666]

Pinta muy bien si señor, cierto es que en los cojines y las alhomadas dan algo de sensación rara, como si estuvieran flotando, pero por lo demás esta de lujo.

[flipper666]

Continúo donde lo dejamos ayer. De momento ajustamos los rebotes (Diffuse bounces) de FG para repartir la luz. Una vez fijados vamos con los parámetros principales de Final Gather para darle mayor calidad a la luz indirecta: initial FG point density, rays per FG point e interpolation over num FG points.

[flipper666]

El funcionamiento de Final Gather es el siguiente: Los cálculos de luz indirecta responden a métodos estadísticos que interpolan la cantidad de luz de una serie de muestras a toda la escena. Me explico. Si realmente tuviéramos en cuenta cada rayo de luz o cada fotón para calcular la cantidad real de luz rebotada desde luego el resultado sería hiperrealista, pero los tiempos de cálculo serían imposibles para ordenadores normales.

Algo similar a esto último lo ofrecen algunos métodos de cálculo de distribución de energía (utilizados, por ejemplo, para la fabricación de altos hornos y aparatos similares) que intentan calcularlo a lo bestia, como el Montecarlo fuerza bruta. Si habéis trabajado alguna vez con Vray, este motor tiene (o tenía) un método de cálculo llamado Quasi Montecarlo, basado en el fuerza bruta, pero con interpolación. Todo esto os lo cuento de memoria porque Vray no es lo mío.

Por lo tanto y para ahorrar tiempo de cálculo se usan métodos estadísticos. Es cómo hacer una encuesta. Si yo pregunto a 20 vecinos si les parece justo que echaran a karmele de Eurovisión, el resultado de la encuesta lo podría extrapolar a toda mi comunidad de 50 vecinos con resultado muy próximo a la realidad. Pero sí, por ejemplo, al 50% les parece mal y a la otra mitad les parece bien, sería muy arriesgado decir que a la mitad de los españoles les molaría ver a karmele en Eurovisión y a la otra mitad no. No puedo extrapolar el resultado de una muestra de 20 personas a un total de 40 millones.

Pues Final Gather funciona de forma similar. Para calcular la cantidad de luz indirecta se toman una serie de muestras de la escena. Si tomamos muy pocas muestras, el resultado se ajustara poco a la realidad, pero el cálculo será rápido. En hacer 20 encuestas solo tardaría unos minutos. Por el contrario, si queremos más realismo debemos tomar más muestras. A mayor número de muestras, más se parecerá el resultado de nuestra encuesta al resultado real. Pero más tiempo de cálculo. Imaginaros el tiempo que me llevaría encuestar a 1 millón de personas (y más para preguntar semejante chorrada).

La cantidad de muestras se especifica con initial FG point density. Con el predeterminado draft el valor es de 0,1, muy pocas muestras.

Vamos a ver las muestras que está tomando Final Gather en nuestras escenas.

En render setup (f10) vamos a la persiana processing. En la persiana diagnosticos activamos enable y marcamos la opción Final Gather. Tiramos un render en las dos escenas.