Final Gather (Traduction)

Ceci est la traduction d'une page de la documentation officielle de mental ray:

http://download.autodesk.com/us/maya/2011help/mr/manual/node52.html#SECTION50

Note de traduction

Dans la documentation, le terme “diffuse” fait référence à la couleur d'un material résultante sans la réflexion/réfraction.

Le Final Gather

Le final gather est une technique servant à estimer l'illumination global d'un point donné:

• Soit en envoyant un certain nombre de samples dans toute les direction depuis ce point (l'ensemble de ses samples est appelé un point de final gather). (ndt: Dans cette documentation, un point de final gather sera appelé un “FG point”).
• Soit en faisant une moyenne des FG point à proximité, le calcul des FG points bruts pour chaque point éclairé étant très coûteux à calculer.

Pour des scènes diffuse (pas/peu de réflexion/réfraction), le final gather a tendance à améliorer la qualité de l'illumination global.

Sans final gather, l'illumination global d'une surface diffuse est calculé en estimant la densité (et l'énergie) des photons proche de ce point.

Avec le final gather, un certain nombre de rayons sont envoyé pour sampler l'énergie lumineuse autour de ce point et déterminer son illumination environnante.

La plupart de ses rayons rencontre des surfaces diffuses; l'illumination global est ensuite calculé en chacun de ces points par le material shader, en utilisant l'illumination (de la map de photon d'illumination global) si elle existe ainsi que les autres propriétés du material.

D'autres rayons rencontrent des surfaces spéculaires (réflexion/réfraction) mais ne contribuent pas à la couleur du final gather (dans la mesure où ce “type de lumière” est secondaire: Les caustiques).

Tracer des rayons est très long. Cela est donc fait uniquement quand c'est nécessaire. Dans la plupart des cas, l'interpolation et l'extrapolation des FG points voisins, précédemment calculés, est suffisant.

Le final gather est efficace sur des scènes ou l'illumination indirect varie lentement, tel que des scènes complètement diffuses (sans réflexion/réfraction).

Pour de tels scènes, le final gather élimine les artefacts de la map de photon tel que le bruit et les coins sombres.

Peut de photons sont nécessaires dans la map de photon de l'illumination global et une précision (paramètre “accuracy”) plus faible est suffisante dans la mesure où chaque FG point fait une moyenne de nombreuses valeurs d'illumination indirect.

Dans la production cinématographique, le final gather est privilégié comparé au photon mapping, excepté pour les caustiques.

Le final gather ne support qu'un seul rebond par défaut.

Les rebonds secondaires ont tendance à avoir beaucoup moins d'impact sur l'image finale comparé au premier rebond; Par défaut, les premiers rebonds sont fait par les photons. Ils peuvent être fait par le final gather seulement si les shaders ajustent la profondeur du rayon

Bien que l'exactitude physique soit perdu, c'est souvent “suffisant” pour la production cinématographique. De plus, le final gather est plus simple à contrôler que les photons émanant de sources lumineuses éloignées.

Cependant, pour un éclairage intérieur précis et autres d'applications lié à la CAO, le photon mapping est préférable.

Le final gather est désactivé par défaut mais peut être activé dans les options.

Pour changer le nombre de rayons envoyé pour chaque FG point (et optionnellement, la distance maximum à laquelle le résultat du final gather peut être utilisé pour l'interpolation et la distance minimum à laquelle il doit être utilisé), spécifiez l'accuracy (précision) du final gather dans les options.

Par exemple...

finalgather accuracy 1000 1.5 0.25

increases the number of rays and reduces noise in scenes with complex illumination and geometry.

...augmente le nombre de rayons et réduit le bruit dans les scenes munit d'une géométrie et d'une illumation complexe.

The default number of rays is 1000.

• Le nombre de rayons par défaut est 1000.

The default maximum distance depends on the scene extent; decreasing it will reduce noise but increase render time.

• La distance maximum par défaut dépend de la taille de la scène; diminuer cette valeur réduira le bruit mais augmentera le temps de rendu.

The default minimum distance is 10% of the maximum distance.

• La distance minimum par défaut est égal à 10% de la distance maximum de la scène.

mental ray 3.4 has changed the final gathering algorithm. Mental ray 3.4 a modifier l'algorithme de final gather.

It normally achieves better quality in less time with approximately one-half the number of rays. Il devrait obtenir une meilleur qualité plus rapidement et avec environs 50% de rayons en moins.

It is necessary to modify the accuracy settings though, for example changing 1000 to 500 in the preceding example, or rendering times will increase. Il est cepandant nécessaire de modifier le paramètre de précision (accuracy). Par exemple, passez de 1000 à 500 dans l'exemple précédent ou le temps de rendu augmentera.

3.8 Final gathering can be combined with importance-based techniques like Importons and Irradiance Particles, to achieve better quality with less artifacts in shorter rendering time. Le final gather peut être combiné avec des techniques d'“importance-based”, tel que les Importons et les Irradiances Particules, afin d'obtenir une meilleur qualité avec moins d'artéfacts et un temps de rendu plus court.

In these cases, importons are shot before FG, which are then used to control the distribution of FG rays according to “importance”. Dans ces cas là, les importons sont projetés avant le final gather, qui est ensuite utilisé pour controler la distribution des rayons de FG en fonction de leur “importance”.

Final Gathering Modes

Les modes de Final Gather

Mental ray propose les modes de final gather suivants :

“automatic”

Ce mode simplifie énormément l'usage du final gather comparé à la version 3.4. Il n'est plus nécessaire de fournir un radius pour contrôler le sampling et l'interpolation du final gather. Les paramètres utilisés pour contrôler ce mode sont:

• Le nombre de rayons de final gather (Le premier argument de “finalgather accuracy”).
• Le nombre approximatif de points utilisés pour l'interpolation (“finalgather points”).

“multiframe”

Ce mode est similaire au mode “automatic”, mais a été conçu spécialement pour le rendu des cameras animées.

Pour éviter le flickering, le rendu devait être fait en deux temps:

• D'abord, la map de final gather est rendu sur l'ensemble des images clefs ou ou sur une séquence d'images grossière.
• Ensuite, le mode “freeze” est utilisé pour rendre l'animation.

Il est possible, pour certaines images n'appartenant pas à l'ensemble des images clefs calculés, que des parties de la scène ne contiennent pas suffisamment de FG points. Pour éviter d'avoir à récupérer des infos d'illumination d'objets éloignés (ce qui est possible en mode “automatic”), le max radius limite la distance maximal. Si un nombre suffisant de FG points n'est pas atteint à sur cette distance, l'illumination diminuera progressivement vers le noir.

Ce mode est particulièrement utile pour les scènes animées, mais n'est pas nécessairement la meilleure méthode dans le cas d'une animation ou le flickering n'est pas un problème. Il peut être également bien adapté à des images fixes, sans animations. Les paramètres utilisé pour contrôler ce mode sont:

• Le nombre de rayons de final gather (Le premier argument de “finalgather accuracy”).
• Le radius min et max (Les deux arguments suivant de “finalgather accuracy”).
• Un flag optionnel, “view”, derrière “finalgather accuracy”.
• Le nombre approximatif de point utilisé pour l'interpolation (“finalgather points”).

“3.4”

Ce mode permet la compatibilité avec les paramètres de mental ray 3.4, ce qui donne aux utilisateurs avancées des contrôles supplémentaires. Avec ce mode, les rendus sont similaires aux anciennes versions de mental ray mais bénéficies des améliorations de l'implémentation actuelle. Il utilise tout les arguments de “finalgather accuracy” (le flag optionnel “view”, le nombre de rayons de final gather, les rayons min et max).

“strict 3.4”

Ce mode est similaire au mode “3.4”, mais offre une meilleur compatibilité avec les anciennes versions de mental ray, permettant de re-rendre d'anciennes scènes à l'identique. Certaines améliorations du rendu sont désactivées dans ce mode.

“force”

Ce mode désactive le cache du final gather, et calculera toujours la solution exacte. Cette méthode prend du temp, mais donnera de meilleurs résultats.

Le mode peut être sélectionné dans les options de scene ou en ligne de commande.

Le mode par défaut est “3.4”.

Dernière mise à jour : mer. 10 juin 2020