D5渲染器 2.7 GI 算法改进内容

D5 渲染器 2.7 版本全面改进了全局光照和反射的计算方法,实时预览以及最终输出结果都会更接近 Ground Truth(标准结果)。画面的改进也意味着使用 D5 渲染器 2.7 版本渲染旧版本的存档文件,输出的画面外观会存在一定预期内的差异。本文旨在详细介绍这些渲染改进所影响的画面细节,以便您更好地利用新版的渲染特性,以及更好地调整旧存档文件中的画面变化。

直接光照方面的改进

  • 场景的人工光源上限增加,由 1024 上调至 4096

新版本 D5 引入了 Light Grid 灯光网格加速结构,使得场景的灯光承载力和灯光采样效率进一步上升。这是一项单纯的提升,不会对旧存档有任何影响。

  • 直接光照产生的闪烁变少(体现在视频渲染中)

受益于灯光网格技术,现在可以在多灯光、光源极度明亮、遮蔽情况复杂的场景中,更稳定地采样重要光源,产生平滑、稳定、连贯的视频渲染结果。这一改进在夜景灯光照射植物的时候体现最为明显。

d5渲染器直接光照方面的改进

2.6 版本,植物被很亮的光源照明,产生闪烁

2.7 版本,同场景稳定的夜景植物照明视频

2.7 版本,同场景稳定的夜景植物照明视频

间接光照方面的改进

  • GI 次级反弹(secondary bounces)考虑了天光的颜色,室内光照更准确。
  • 室内金属更亮更准确

2.7 版本在间接光的多次反弹中加入了天光的影响,因此,相较于旧版本,室内的光照会轻微变亮并且轻微偏冷(天空的颜色)一点,基于同样的原因,金属在室内的反射效果也会更接近真实的结果。

d5渲染器2.6 版本,室内偏暖,金属偏暗

2.6 版本,室内偏暖,金属偏暗

d5渲染器2.7 版本,色温中性,金属变亮

2.7 版本,色温中性,金属变亮

请注意,这个改进不必然意味着 2.7 版本的室内渲染是偏冷的,2.7 版本的 GI 只是变得更准确了。作品的色彩倾向和艺术风格依然完全受场景具体参数的控制。如果您使用 D5 2.7 版本从头开始制作一个项目的话,这些优化可能不易被察觉,只有在使用新旧两个版本对比渲染同一个镜头时,这些差异才会被注意到。

  • 间接光的颜色变得更准确

2.7 版本取消了按照纹理图平均色计算 GI 颜色的机制,改为完全按照纹理图局部的颜色计算 GI,并且进一步校准了反弹光的亮度,这带了来了 4 个方面的细节变化:

  1. 室内场景的明暗对比和光影细节更写实

如图所示,使用相同的场景文件作对比,新版 D5 2.7 在物体的逆光部分表现出更细节的明暗对比:更明确的反弹光照明以及更暗的缝隙遮蔽阴影,这是因为 2.7 版本的 GI 采样精度更高,亮度更准确。相比于旧版间接光整体明亮的效果,新版的 GI 更接近现实生活应有的表现。

  1. 植物 GI 细节更丰富

与上述原理相同,植物的细节表现也会更进一步,同样的植物,在新版的渲染结果中,层次会更加丰富:

d5渲染器2.7植物 GI 细节更丰富
d5渲染器2.7植物 GI 细节更丰富
  1. 彩色纹理的反弹光更真实

旧版本的 D5 是按照纹理图平均色计算 GI 颜色,因此 2.6 带有互补颜色的彩色纹理所反弹出来的光照没有明确的色彩区分:

d5渲染器彩色纹理的反弹光更真实

在 2.7 版本,反弹光颜色会按照纹理图实际的色彩计算,达到如下的写实效果:

d5渲染器2.7版本彩色纹理的反弹光更真实

*注意,针对此类变化,如果希望得到接近旧版的外观,可以尝试开启材质的“限制溢色”选项。去掉反弹光的饱和度。

  1. 间接光和反射的细节增加

这个改进引起的变化非常微妙,2.7 由于 GI 算法的改进,在反弹光和反射的细节表现上有进一步提升:

d5渲染器2.7GI更新
d5渲染器2.7GI更新
  • 实时预览体验提升

在昏暗场景中,移动镜头带来的斑块被新版光照算法消除,您将得到更稳定更沉浸的画面结果

d5渲染器2.7GI更新实时预览体验提升
  • 视频可以渲染反射软阴影效果了

反射中的多光源软阴影开销非常高,因此在旧版中,只有出图支持这个效果,视频渲染无法支持反射软阴影。但是这个效果其实是非常重要的,非常影响画面的真实感:

d5渲染器2.6 版本视频帧序列反射中没有软阴影

2.6 版本视频帧序列,反射中没有软阴影

d5渲染器2.7 版本视频帧序列支持反射软阴影算法

2.7 版本视频帧序列,支持反射软阴影算法

*注意,出于预览效率和效果的考虑,在实时预览中,依然无法预览到反射中的软阴影,但是在输出渲染图和视频的结果中,会正确计算此效果。

  • 光源产生的 GI 更准确

新版本 GI 算法的升级还带来了更为准确的灯光 GI 表现,它主要会影响以下几个方面:

  1. IES 灯光的形状会真实影响 GI 亮度
d5渲染器2.6 版以及更早的版本IES 灯光产生的反弹光,不会因为 IES 文件形状的变化而产生显著的区别

2.6 版以及更早的版本,IES 灯光产生的反弹光,不会因为 IES 文件形状的变化而产生显著的区别

d5渲染器2.7 版本IES 灯光的反弹光效果会随着 IES 文件的改变而准确改变

2.7 版本,IES 灯光的反弹光效果会随着 IES 文件的改变而准确改变

  1. 舞台灯、投影灯的 GI 会根据灯光内容实时变化
d5渲染器旧版舞台灯所产生的反弹光

旧版舞台灯所产生的反弹光,不会因为 Gobo 图案的变化而产生显著的区别

d5渲染器2.7 版本舞台灯的反弹光会根据 Gobo 图案的改变而准确改变

2.7 版本,舞台灯的反弹光会根据 Gobo 图案的改变而准确改变

d5渲染器旧版投影灯

旧版投影灯,除了必要的画面投影外,还有额外的白光照明

d5渲染器新版投影灯

新版投影灯,仅提供画面投影的光照效果

  1. 区域光的衰减强度参数会正确影响 GI 的亮度

区域光新增的“衰减强度”参数是为了更好地控制灯带在墙面上的照射范围。旧版“衰减强度”参数仅影响直接光照效果,没有正确影响反弹光。新版算法解决了这个问题。

d5渲染器2.7 版完全根据灯光衰减后的实际情况计算反弹光

2.6 版,灯光衰减范围变小后,还有少量残余的反弹光照明

d5渲染器2.7 版完全根据灯光衰减后的实际情况计算反弹光

2.7 版,完全根据灯光衰减后的实际情况计算反弹光

上述几条改动都是比较重要的,也非常值得注意。根据灯光的实际情况产生正确的光照是必要的改动,但同时也意味着使用 IES 灯光、舞台灯和投影灯照明的旧场景文件在新版本中打开,可能会有较为明显的亮度差异,此时需要根据实际需求适当调整场景的光源布置,修改 IES 光源的亮度,或者更换更合适的 IES 文件。

注意

如果您使用旧版本,有正在进行中的项目,为了场景外观的一致性,则暂时不建议升级 D5 渲染器。使用 D5 2.7 版从头开始制作新的项目,不会遭遇这些困扰,新版会带来更准确的渲染结果。