概念:
Global photon map:

全局光子贴图有点类似于发光贴图,它也是用于表现场景中的灯光,是一个3D空间点的集合(也称之为点云),但是光子贴图的产生使用了另外一种不同的方法,它是建立在追踪场景中光源发射的光线微粒(即光子)的基础上的,这些光子在场景中来回反弹,撞击各种不同的表面,这些碰撞点被储存在光子贴图中。

从光子贴图重新计算照明也和发光贴图不同。对于发光贴图,混合临近的GI样本通常采用简单的插补,而对于光子贴图,我们则需要评估一个特定点的光子密度,密度评估的概念是光子贴图的核心,VRay 可以使用几种不同的方法来完成光子的密度评估,每一种方法都有它各自的优点和缺点,一般说来这些方法都是建立在搜寻最靠近shaded 点的光子的基础上的。

值得注意的是,在一般情况下,由光子贴图产生的场景照明的精确性要低于发光贴图,尤其是在具有大量细节的场景中。发光贴图是自适应的,然而光子贴图不是的。另外光子贴图的主要缺陷是会产生边界偏置(boundarybias),这种不希望出现的效果大多数时候表现在角落周围和物体的边缘,即比实际情况要显的暗(黑斑)。发光贴图也会出现这种边界偏置,但是它的自适应的天性会大大减轻这种效果。光子贴图的另外一个缺点是无法模拟天光的照明,这是因为光子需要一个真实存在的表面才能发射,但是至少在VRay 中,天空光的产生并不依赖于场景中实际的表面。

另一方面,光子贴图也是视角独立的,能被快速的计算,当与其它更精确的场景照明计算方法,如直接计算或发光贴图,结合在一起珠联璧合的时候,可以得到相当完美的效果。

注意光子贴图的形成也受到场景中单独灯光参数中的光子设置的制约,具体内容我们在后面灯光的参数中会讲到。

 
参数:
Bounces: 反弹次数,控制光线反弹的近似次数,较大的反弹次数会产生更真实的效果,但是也会花费更多的渲染时间和占用更多的内存。
 
Auto search dist:

自动搜寻距离,勾选的时候,VRay 会估算一个距离来搜寻光子。有时候估算的距离是合适的,在某些情况下它可能会偏大(这会导致增加渲染时间)或者偏小(这会导致图像产生噪波)。

 
Search dist:

搜寻距离,这个选项只有在“Auto search dist”不勾选的时候才被激活,允许用户手动设置一个搜寻光子的距离,记住,这个值取决于你的场景的尺寸,较低的取值会加快渲染速度,但是会产生较多的噪波;较高的取值会减慢渲染速度,但可以得到平滑的效果。

 
Max photons:

最大光子数,这个参数决定在场景中shaded 点周围参与计算的光子的数量,较高的取值会得到平滑的图像,从而增加渲染时间。

 
Multipler:

倍增值,用于控制光子贴图的亮度。

 
Max density:

最大密度,这个参数用于控制光子贴图的分辨率(或者说占用的内存)。VRay 需要随时存储新的光子到光子贴图中,如果有任何光子位于最大密度指定的距离范围之内,它将自动开始搜寻,如果当前光子贴图中已经存在一个相配的光子,VRay 会增加新的光子能量到光子贴图中,否则,VRay 将保存这个新光子到光子贴图中,使用这个选项在保持光子贴图尺寸易于管理的同时发射更多的光子,从而得到平滑的效果。

 
Convert to irradiance map:

转化为发光贴图,这个选项勾选后将会促使VRay 预先计算储存在光子贴图中的光子碰撞点的发光信息,这样做的好处是在渲染过程中进行发光插补的时候可以使用较少的光子,而且同时保持平滑效果。

 
Interp. Samples:

插补样本,这个选项用于确定勾选“Convert to irradiance map”选项的时候,从光子贴图中进行发光插补使用的样本数量。

 
Convex hull area estimate:

凸起表面区域评估,在这个选项不勾选的时候,VRay 将只使用单一化的算法来计算这些被光子覆盖的区域,这种算法可能会在角落处产生黑斑。勾选后,可以基本上可以避免因此而产生的黑斑,但是同时会减慢渲染速度。

 
Store direct light:

存储直接光,在光子贴图中同时保存直接光照明的相关信息。

 
Retrace threshold:

折回极限值,设置光子进行来回反弹的倍增的极限值。

 
Retrace bounces:

折回反弹,设置光子进行来回反弹的次数。数值越大,光子在场景中反弹次数越多,产生的图像效果越细腻平滑,但渲染时间就越长。

 
MODE:

可以把当前使用的光子贴图保存在硬盘上,并方便以后调用。

 
注意:

在实际使用过程中,光子贴图一般与其它类型的贴图结合使用,完全单独的使用光子贴图很难达到理想的效果,并且渲染时间会很长;

在光子贴图中重要的参数是最大密度以及由最大密度确定的搜寻距离,最大密度的取值根据场景的比例以及期望的效果来进行设置,而搜寻半径大致为最大密度的2 倍;

计算好的光子贴图可以保存在硬盘上,必要时可以随时调用;

光子贴图时视角独立的,使用时千万要注意,当场景中视角改变的时候,光子贴图也要随之改变,否则可能得不到希望的结果。

实例:

 
  蓝线划定区域表示光子的搜寻距离半径(Search dist) 。

绿色圈表示光子(Max photons) 。

红色圆心表示光子贴图的分辨率(Max density)。

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