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VR动画渲染 提高效率  避免闪烁
——发光贴图查看器（irradiance map viewer）的应用
来自：水晶石数字教育学院--高级建筑动画讲师温元本

目的：提高质量与效率

问题1：

1、Irradiance map 光子图？Irradiance map 是一种间接照明算法，正确翻译：发光贴图采样。

2、发光贴图的质量跟 参数之间的关系

 

    在使用vr渲染器渲染动画序列之前，我们基本上一定会隔桢渲染发光贴图，俗称“跑光”。这里我听到过几种分歧：

      a.有人说渲染原尺寸，参数-4 -3足够。

      b.有人说渲染一半尺寸足够，参数给高点-3 -2这样质量更高。

      c.还有制作效果图的同事渲染得比例更小，六分之一，参数给到了-3 -1。

 

    其实上述所有设置都能满足我们的工作需要，但是很混乱，因为我们对vr渲染的质量和参数之间的关系没有概念。于是我使用Irradiance map viewer做了下面几个试验。

 

1.对比 (720*404) [-4-3]   和    (360*202) [-3-2]   

          

测试:(720*404)      [-4-3]

渲染时间：   发光贴图10s 帧缓存5s

Vr发光贴图采样采集到1283个采样点。

 

测试:(360*202)      [-3-2]

渲染时间：   发光贴图10s 帧缓存5s

Vr发光贴图采样采集到 1275个采样点。

 

结果：两种方式几乎一样，采样点分布及密度基本相同

 

结论：vr渲染发光贴图的质量是和最终渲染的画面分辨率有密切关联的，以上2种方式得到的发光贴图质量、渲染时间、最终画面质量基本一致。

 

 

2.对比  [-4-2]   和  [-3-3]

 

测试:(720*404)      [-4-2]

渲染时间：   发光贴图15s 帧缓存5s

Vr发光贴图采样采集到1958个采样点

 

 

测试:(720*404)      [-3-3]

渲染时间：  发光贴图19s 帧缓存5s

Vr发光贴图采样采集到2650个采样点

 

结果：数据（采样点数量、渲染时间）上来看【-3-3】的发光贴图质量好过【-4-2】。

      但是分辨实际图像，发现一个有趣的现象。【-4-2】的图像在物体交接的地方变化更丰富。

      通过Irradiance map viewer工具对以上两个发光贴图进行分析：【-3-3】采样点密度较高、基本均匀。

     【-4-2】采样点密度不均匀，在平面上密度低，但是在物体交接处密度明显有提高，甚至高于上-3-3的密度。

结论：min rate设置的是一个最基本的发光采样质量，他决定物体大范围的平面的采样质量，max rate设置的是最高的发光采样质量，他决定的是物体交界处发光贴图采样质量。两者之间差值越大，画面中物体之间的互相影响越细腻，变化越多。（个人认为就是ao效果越明显。）

   

 

  

 

综上： 

如何增加效率：可以视情况选择较差的参数渲染，后期渲染ao通道追加画面细节。

 

 

 

 

问题：

容易出现闪烁 黑斑。

 

 

二、避免闪烁、黑斑等渲染错误

下面我列出了我总结出来画面出现闪烁黑斑的原因，我只会重点说明个别几个。

渲染中出现闪烁、黑斑的原因

   1.未隔帧渲染发光贴图

   2.共面

   3.画面中有会运动物体（包含灯光动画）

   4.细小物体闪烁（代理树）

   5.远景闪烁

 

 

1、未隔帧渲染发光贴图

 

闪烁原因：发光贴图采样的随即性，决定前后两张画面采样点必然存在区别，如果不计算好采样并且调用，单独看起来没问题的画面连起来播放必然出现闪烁。

 

解决方案：隔帧跑光，但是隔多少帧？

 

请大家使用Irradiance map viewer查看一下隔帧渲染出的发光贴图采样是什么样的，它并不是一个序列，而是空间整体的采样点信息。

隔多少帧渲染也是我们的一个问题，然而通过Irradiance map viewer的使用，我发现有些镜头即使隔上100帧渲染也不会出现问题，打破了跑光隔5-10帧的限制，更是直接的提高了我们工作的效率。

 

 

 

 

2、共面

 

错误原因：共面后发光贴图采样出错

 

解决方案： a.二次反弹偏移

           b.彻底避免共面

 

 

 

 

3、画面中有会运动物体、灯光动画

 

错误原因：运动物体发光贴图采样错误

 

解决方案：

         1、扫描线加ao的方式：隐藏运动物体以避免运动物体产生发光贴图采样。然后单独用其他渲染器渲染运动的物体，丢失的细节可以使用ao通道来添加。

 

         2、vr1.5rc5新动画渲染模式

    这种模式是基于incremental add to current map模式开发的适用于动画渲染的新模式，他保存出来的发光贴图采样不再是一个整体的3d世界，而是真真正正的发光贴图采样序列了。完全的满足了带有动画物体的渲染需求，但是这种模式不能隔帧渲染，耗时长。

 

以上两种方式都能基本解决我们的动画闪烁问题

 

扫描线加ao的优势是速度快 缺点是不能渲染代理模型。

Rc5的优势是完全支持代理 解决了闪烁 缺点是速度相对较慢 发光贴图采样只能单机渲染。

 

 

 

 

4、细小物体闪烁（代理树）

 

错误原因：

画面反走样（抗锯齿）参数过低

发光贴图采样严重不足

 

解决方案：

提高反走样参数

原因同远景闪烁

 

 

 

 

5、远景闪烁

错误原因：

发光贴图采样严重不足

 

解决方案：

    1、add to current map 模式

    2、irradiance map viewer 合并发光贴图

 

 

 

后记：irradiance map viewer   合并发光贴图

 

 

发光贴图网络渲染

 

 

 

1.本篇全文文本下载：

http://u.115.com/file/e6rofryp#
vr渲染提高效率_避免闪烁_温元本-原.doc

 

2.光子图查看器:

http://u.115.com/file/bh0xltha#
Vray_-_Irradiance_Map_Viewer.rar

 

 

3.Mr. Snail  提供的“VR抗锯齿插件”

linhuiqi41@gmail.com(QQ:409041077)

http://u.115.com/file/bh0xw1mr#
抗锯齿插件.rar

 

 

4.顺便发一些VR联机渲染视频教程(作者不详，来自网络):

http://u.115.com/file/dijaso5s#
网渲.(聯機渲染視頻教程)高清版.7z