着色节点

Cycles在编译和运行时都应用了大量材质节点优化。利用它们可以设计复杂的 超级材质 风格的节点组,这些节点组为未使用的功能带来最少的渲染时间开销。

节点优化

作为准备节点着色器执行的第一步,Cycles展开全部的节点组,就像使用取消组工具,丢弃UI 只剩像框架和重新路由节点的特性。

此后,应用一些明显的变换。比如,它可以(这个列表不是详尽的):

  • 替代下面的节点为它们评估的恒定结果,如果所有的它们的输入是确定不变的:

    RGB,值,混合 RGB,数学,向量数学,RGB 到 BW,Gamma,明反差,反转,分离/组合 RGB/XYZ/HSV,黑体,RGB 曲线,向量曲线,颜色斜坡。

  • 探测混合 RGB,数学和向量数学节点,这些变得没操作(没有夹具)或者作为与一个已知的常数0或1输入进行加、减、乘、除或内/外积的结果是0,并替代合适的输入链接或常数结果。

  • 当用适当的输入值或链接替换,因子已知是0或1时,消除混合RGB混合(没有夹具)和混合材质节点。

  • 消除无操作混合RGB(除了颜色加深,颜色减淡,变亮,或启用钳制),反转,RGB曲线和具有已知0系数的矢量曲线节点。

  • 消除发射和不发射任何光的背景材质节点,和一个或两个输入参数缺失的情况下添加材质节点。

  • 消除 隆起 的恒定高度输入,使用其法线输入或几何法线代替。这对于实现节点组输入很有用,这些节点组在做数学运算之前通过无操作的Bump路由来默认为正常。

  • Replace Attribute nodes of the View Layer type with the evaluated attribute value (it is constant within the whole Render Layer).

  • 组合有相同输入的相同节点的多个拷贝成一个实例。

最终,最终没有直接或间接连接到输出节点的节点将被删除。

运行时优化

当执行着色器,一个特殊的优化被用于混合材质节点。如果因子评估是0或1,任何只有通过混合的未使用分支才可达的节点不被评估。

这可以大大降低在一个着色器中将多个材质与用作开关的颜色属性、纹理或其他输入组合在一起的性能成本。

开放着色语言

如果开放着色语言被选作渲染后端,节点着色器被翻译成开放着色语言代码,然后编译,并通过 OSL 运行时执行。在这个过程,它应用自己的大量优化,包括编译时和运行时。

开放着色语言可以优化脚本节点,如果它们的输出未使用或不变的,即使它们的 OSL 着色器有令人困惑的调试追踪和消息传递的副作用。因此用 setmessagegetmessage 的消息传递一般不应该用作在图中向前传递消息;准确地讲,通过插口 (sockets)传递消息更好。