Reducció de soroll

En realitzar un revelat final, és important reduir el soroll el màxim possible. Aquí comentarem una sèrie de trucs que, tot i violar les lleis de la física, són especialment importants a l’hora de revelar animacions en un temps raonable. Feu clic per ampliar les imatges d’exemple i apreciar-hi bé les diferències de soroll.

Traçat del trajectes

Cycles utilitza traçat de camins amb la següent estimació d’episodis, que no és gaire bo per revelar tota mena d’efectes de llum, com ara la càustica, però té l’avantatge de ser capaç de revelar escenes més detallades i més grans en comparació amb altres algorismes de revelat. Això es deu al fet que no necessitem emmagatzemar p. ex. un mapa de fotons en memòria i perquè podem mantenir els raigs relativament coherents per utilitzar una memòria cau d’imatges sota demanda, en comparació p. ex. amb el traçat de camins bidireccional.

../../../_images/render_cycles_render-settings_light-paths_rays.svg

Fem l’invers d’allò que fa la realitat, traçant raigs de llum des de la càmera cap a l’escena i cap a les llums, en lloc de començar per les fonts de llum cap a l’escena i després cap a la càmera. Això té l’avantatge que no malbaratem els raigs de llum que no acabaran a la càmera, però també vol dir que es fa difícil trobar alguns trajectes de llum que poden aportar-hi molt. Els raigs de llum s’enviaran segons la FDDB de la superfície o en la direcció de fonts de llum conegudes.

Vegeu també

Per més detalls, vegeu la documentació sobre Trajectes de llum i Mostratge.

La font del soroll

Per entendre d’on pot provenir el soroll, agafem d’exemple l’escena de sota. Quan tracem un raig de llum a la ubicació marcada pel cercle blanc sobre un punt vermell, la segona imatge de sota proveeix una impressió del que «veu» l’aspector difusiu.

Per trobar la llum que es reflecteix des d’aquesta superfície, ens cal saber el color mitjà de tots aquests píxels. Fixeu-vos en el ressaltat setinat de l’esfera i en el punt brillant que la llum emet sobre la paret del costat. Aquests punts calents són molt més brillants que altres parts de la imatge i contribueixen significativament a la il·luminació d’aquest píxel.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_fisheye-reference.jpg

L’escena.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_fisheye.jpg

Irradiància al punt d’aspecció.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_fisheye-hotspot.jpg

Els ressaltats detectats.

El llum és una font de llum coneguda, per la qual cosa la seva ubicació ja la sabem, però els ressaltats setinats que ocasiona són figues d’un altre paner. El millor que podem fer amb el traçat de trajectes és distribuir raigs de llum a l’atzar per l’hemisferi amb l’esperança de trobar-hi tots els punts brillants importants. Si per a uns píxels se’ns passa algun punt brillant però el trobem a un altre, això és el que constitueix el soroll. Com més mostres prenguem, major serà la probabilitat que cobrim totes les fonts de llum importants.

Podem reduir aquest soroll amb alguns ardits. Si difuminem els punts brillants, es van fent més grans i menys intensos, cosa que els fa més fàcils de trobar i menys sorollosos. Així no tindrem pas el mateix resultat exacte, però sovint és suficient si s’ha de veure a través d’un reflex difusiu o de setinat suau. A continuació es mostra un exemple d’ús de Filtre de setinat i Decaïment de llum.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_fisheye-blur-reference.jpg

Ús del Filtre de setinat i del Decaïment de llum.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_fisheye-blur.jpg

Irradiància al punt d’aspecció.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_fisheye-blur-hotspot.jpg

Els ressaltats detectats.

Rebots

En realitat la llum rebotarà una enormitat de vegades perquè la velocitat de la llum és molt alta. A la pràctica, més rebots introduiran més soroll i pot ser bona idea utilitzar alguna cosa com el predefinit d’Il·luminació Global Limitada a la secció de Trajectes de llum, que utilitza menys rebots per a diferents tipus d’aspectors. Les superfícies difusives normalment poden fer el fet amb menys rebots, mentre que les superfícies setinades en necessiten uns quants més; i els aspectors de transmissió com el vidre són els que en general en necessiten més.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_0bounce.jpg

Sense rebots.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_2bounce.jpg

Dos rebots màxim.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_4bounce.jpg

Quatre rebots màxim.

També és important utilitzar colors d’aspecció que no tinguin components de valor 1,0 o valors que s’hi acostin; intenteu mantenir el valor màxim a 0,8 o menys i fer que els llums siguin més brillants. En realitat, les superfícies rares vegades reflecteixen tota la llum a la perfecció, però hi ha òbviament excepcions; normalment el vidre deixarà passar la major part de la llum i per això ens caldrà més rebots. Els valors alts per als components de color tendeixen a introduir soroll perquè la intensitat de la llum llavors no disminueix gaire a mesura que rebota a cada superfície.

Càustica i Filtrar reflexos

La càustica és una ben coneguda font de soroll que causa les famoses Cuques de llum. El que les provoca és que el revelador té dificultats per trobar ressaltats especulars vistos a través d’un reflex de setinat suau o difusiu. Hi ha una opció Sense càustica per a inhabilitar tot el setinat darrere d’un reflex difusiu. Per defecte hom troba que molts reveladors normalment la deshabiliten, la càustica.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_reference.jpg

Paràmetres predefinits.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_no-caustics.jpg

Càustica inhabilitada.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_filter-glossy.jpg

Filtrar reflexos major que zero.

En tot cas, l’ús de Sense càustica ocasionarà una pèrdua de llum; i encara no resol el cas en què un reflex setinat contrastat es surti a com un reflex setinat suau. Hi ha una opció de Filtrar reflexos per reduir el soroll en aquests casos a costa de la precisió. Això desdibuixarà el reflex setinat contrastat per a fer-lo més fàcil de trobar, tot incrementant la Rugositat de l’aspector.

Les imatges anteriors mostren la configuració predeterminada, sense càustica, i filtrar reflexos posat a 1,0.

Decaïment de llum

En la realitat, la llum en el buit sempre decaurà a raó d’1/(distància^2). No obstant això, a mesura que la distància tendeix a zero, aquest valor tendeix a infinit i podem acabar amb punts molt brillants a la imatge. Tot plegat és principalment un problema per a la il·luminació indirecta, on la probabilitat d’impactar un punt tan petitó però extremadament brillant és baixa i, per tant, passa molt de tant en tant. És la recepta típica per a les Cuques de llum.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_falloff-hard.jpg

Decaïment dur.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_falloff-soft.jpg

Decaïment suau.

Per a reduir aquest problema, el node Decaïment de llum té un factor Suavitzat que es pot utilitzar per a reduir la màxima intensitat amb què una llum pot contribuir a les superfícies properes. Les imatges de dalt mostren el valor per defecte de decaïment i suavitzat a 1,0.

Mostreig d’importància múltiple

Els materials amb aspectors emissius es poden configurar per utilitzar el Mostreig d’importància múltiple (Paràmetres de materials). Això comporta que els raigs els vinguin al damunt directament més que no després d’una colla de rebots aleatoris. Quan hi ha fonts de llum de malla molt brillants, això pot reduir el soroll significativament. Ara bé: quan l’emissió no sigui especialment brillant, això també s’endurà les mostres d’altres fonts de llum més brillants per a les quals és important trobar-les per aquesta via.

Aquí la configuració òptima és difícil d’encertar; pot ser una qüestió de prova i error, però sovint és clar que un objecte una mica lluent pot estar contribuint llum només localment, mentre que una llum de malla utilitzada com a llum requeriria tenir aquesta opció habilitada. Heus aquí un exemple on les esferes emissives contribueixen poc a la il·luminació i on la imatge es revela amb una mica menys de soroll inhabilitant-ne la Importància Múltiple.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_sample-lamp.jpg

Importància múltiple desactivada.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_no-sample-lamp.jpg

Importància múltiple activada.

El rerefons del món també té una opció d'Importància múltiple (Paràmetres). És útil sobretot per als mapes d’entorn que contenen petits punts brillants i no suavitzats. Aquesta opció determinarà llavors els punts brillants -mitjançant un preprocés- i els enviarà raigs de llum directament. Amb tot i això, quan no és necessària, aquesta opció pot acabar desviant mostres de fonts de llum que són més importants.

Vidre i ombres transparents

Amb la càustica deshabilitada, les ombres del vidre poden semblar massa fosques i amb el filtratge de reflexos la càustica pot ser massa suau. Podem fer un aspector de vidre que usarà una FDDB de vidre quan es viaualitzi directament i una FDDB transparent quan es visualitzi indirectament. L’FDDB Transparent es pot utilitzar perquè les ombres transparents trobin fonts de llum que travessin directament les superfícies i donarà ombres correctament acolorides, però sense la càustica. El node Trajecte de llum s’utilitza per determinar quan s’ha d’utilitzar quin dels dos aspectors.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_glass-group.png

Aspector de vidre optimitzat.

A dalt podem veure la disposició de nodes utilitzada per al truc de transparència de vidre; a l’esquerra el revelat té ombres fosques a causa de la manca de càustica i a la dreta el revelat amb l’ardit.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_glass-too-much-shadow.jpg

FDDB de vidre per defecte.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_glass-trick.jpg

Aspector de vidre optimitzat.

Portals de llum

Quan es revela una escena interior amb llum diürna en la qual la major part de la llum entra per una obertura de finestra o porta, és difícil que l’integrador trobi el seu camí. Per a solucionar-ho, utilitzeu els Portals de llum. Llavors haureu de modificar-ne la forma perquè coincideixi amb la de l’obertura que esteu intentant omplir.

../../../_images/render_cycles_light-settings_portals2.jpg
../../../_images/render_cycles_light-settings_portals.jpg

Dessorollat

Fins i tot amb tots els paràmetres descrits a dalt sempre acabarà havent-hi soroll de revelat, per més mostres que hi dediqueu. Per solucionar-ho, hi ha una tècnica de postprocessament que fa net de la mica de soroll del final. Per a usar això, habiliteu Dessorollat a la pestanya Revelat de les Propietats.

A continuació es mostra un exemple de revelat de The Pixelary.

../../../_images/render_layers_denoising_example1.jpg

Exemple de revelat abans del dessorollat.

../../../_images/render_layers_denoising_example2.jpg

Exemple de revelat després del dessorollat.

Retenir cuques de llum

Idealment amb tots els ardits anteriors, les Cuques de llum s’eliminarien, però encara n’hi podria haver. Per a això, la intensitat amb què qualsevol mostra individual de raigs de llum contribueix a un píxel es pot retenir a un valor màxim amb el Paràmetre de retenció de l’integrador.

Si es posa massa baix, pot provocar la pèrdua de ressaltats en la imatge, cosa que pot servir per preservar els efectes de càmera com ara el floriment o la resplendor. Per a mitigar tot aquest estira-i-arronsa, sovint funciona retenir només els rebots indirectes i no tocar els ressaltats directament visibles a la càmera.

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_no-clamp.jpg

Sense retenció (0).

../../../_images/render_cycles_optimizations_reducing-noise_clamp4.jpg

Amb retenció posada a 4.