渲染时间与质量如何兼得?从 “最大细分” 和 “噪点阈值” 说起(渲染时间与什么有关)

对所有的3D从业者而言,在渲染时都无法避免的抉择是,到底渲染质量优先,还是渲染时间更重要?

尽管每个项目在渲染质量和渲染周期方面都有不同的要求,有些项目需要快速完成渲染,有些项目则更关注渲染质量。但总的来说,渲染周期或者说渲染速度,大致是一对矛盾,很难完全兼顾彼此。

然而这个也并不意味着,渲染时间和渲染质量是无法调和的,借助一些渲染设置调整,也可以在二者间保持平衡。

图像质量和渲染时间

渲染主要受两个因素的影响,图像质量和渲染时间。

二者间有着紧密联系:高图像质量是以较长的渲染时间为代价的,反之亦然,快速渲染会产生低图像质量。

渲染器默认设置

根据VRay官方文件可以发现,VRay的默认设置,是以官方『工程师』上千个场景测试为基础,随后优化得到的。

这一设置在图像质量和渲染时间进行了折衷,是各种计算机图形制作的平衡起点。如果采用默认渲染设置,没有得到满意的渲染结果。那么可以调整以下这些参数来更好地满足需求。

主要参数

渲染质量和时间,取决于每个像素点所完成的计算量,以及这些计算是否受到时间限制。

在达到最大渲染次数,或达到渐进式渲染的时间限制前,渲染器会一直进行渲染。

VRay有两种类型的渲染方式,或者准确地说,是两种图像采样类型:渐进式和块渲染。而渲染质量和渲染时间之间的平衡主要是通过最大细分(Max sudivs)和噪点阈值(Noise Threshold)来实现的,二者是控制渲染质量和渲染时间的比率的主要参数。

Max Sudivs和Noise Threshold

Subdivs(细分数)是渲染中的一个重要参数,用于控制图像采样的精细度。更高的细分数可以提高图像的质量,但也会增加渲染时间。具体来说,Subdivs决定了渲染过程中光线和像素的计算次数,从而影响图像的噪点和细节表现。

Threshold(阈值)是渲染中的一个重要标准,用于控制图像中的噪点水平。较低的噪声阈值可以减少图像中的噪点,提高图像的质量,但也会延长渲染时间。相反,较高的噪声阈值会加快渲染速度,但图像可能会有更多的噪点。

要获得更好的渲染质量,需要增加最大细分,降低噪点阈值;要缩短渲染时间,则需要降低最大细分,提高噪点阈值。

此外,还有渲染时间,直接增加渲染时间也可以提升渲染质量,但对渲染时间的控制(以分钟为单位)仅适用于渐进式图像采样器(即渐进式渲染),以下图像可显示不同参数下的渲染效果。

时间限制

渐进式渲染提供了一个选项,用于设置渲染时间。要想将渐进式渲染限制为仅在图像上花费渲染时间,可以设置:

  • 最小细分(Min Subdivs):1
  • 最大细分(Max Subdivs):1000
  • 噪点阈值(Noise Threshold): 0.0
  • 此时设置渲染时间(以分钟为单位)后,时间限制将是VRay停止渲染的唯一标准。

此外,在渲染动画时,使用时间进行限制可发挥很大用处。在相同的时间内渲染每一帧,可帮助计算渲染整个动画序列所需的时间。例如,时间限制为每帧 1 分钟,则 60 帧的序列应渲染大约 60 分钟。

渲染太慢

要想缩短时间,就需要减少渲染块(Bucket),或者降低渐进式图像采样器的最大细分参数。

如果使用的是渲染时间限制,就需降低时间值,即减少渲染时间。但相应的,减少渲染时间通常会产生更多噪点并导致图像质量降低。

噪点过高

要获得更好的图像质量,需要增加渲染块( Bucket), 或者增加低渐进式图像采样器的最大细分参数。

如果以上办法无法获得所需的质量,可尝试降低噪点阈值。此外,还可以增加时间限制值以提高质量。

与之相对应,提高图像质量的采样限制需要更多时间来渲染,在这种情况下,预计渲染时间就会变长。

怎样调整渲染设置?

很多渲染设置参数在不同的参数范围内,有不同的灵敏度。

若想设置随机值以获得特定结果,往往不是最佳办法,因为极端值可能会产生意想不到的结果。

更有效的方法是,控制变量进行微调。即:

  • 一次只更改一个参数并运行测试渲染以确保方向正确;
  • 以小增量更改每个参数的值,例如,不超过其当前值的两倍。

不降低速度而提高质量

V-Ray提供了用于对渲染图像进行降噪的工具,VRay降噪器(V-Ray Denoiser),它随 VRay 一起安装。这一降噪是渲染后过程,有助于消除图像中的噪点,而不会影响渲染本身的时间。

该工具目的在于去除噪点,因此可以使用较低质量的渲染设置并在渲染后对图像进行降噪。此外,VRay降噪器(VRay Denoiser) 还作为独立降噪工具提供,可在主应用程序之外使用,是处理动画的不错选择。

不重新渲染而提高质量

使用渐进式图像采样器和可恢复渲染功能可以提高已完成的渲染质量,包括静止图像和动画。

如果需要改进渲染质量,可以从渲染完成的地方开始渲染。可恢复渲染则允许停止或恢复渲染,无需重新开始渲染过程,这一功能在VRay的3ds Max版本中是可用的。

对于每个场景而言,并没有统一或公用的最佳渲染设置,要想在渲染时间和渲染质量间获得最佳平衡,需要在熟悉基础渲染知识,并了解图像渲染质量和时间之间关系的基础上,反复进行微调和尝试,最终取得二者间更理想的平衡。

需要注意的是,即使是同一个场景的不同角度或镜头,采用相同的渲染参数设置,某些情况下,也会因为细微的差异(比如全局照明、材质等),导致最终的渲染时间或渲染质量大相径庭。

因此,对渲染时间和质量的把控是一个需要长期试验和探索的过程,只有长期实践才能得到理想的答案。

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