Arnold采样(Sampling)和采样数(Samples)

天の川

采样(Sampling)  

这些设置控制渲染图像的采样质量。增加采样率会减少图像中的噪波量，但会增加渲染时间。

您将注意到，此过程不是线性的，因为对于其中的每个采样率来说，实际的采样数是输入值的平方。例如，如果摄影机 (AA) 采样数为 3，则意味着 3x3 = 9 个采样将用于抗锯齿。 如果漫反射采样数为 2，则 2x2 = 4 个采样将用于 GI。 这同样适用于其他值。



对于每个摄影机 (AA) 采样，都有漫反射、镜面反射、透射、SSS 和体积采样率。因此，此 AA 采样率可以视作所有其他采样率的全局倍增。在此示例中，每像素的漫反射采样总数为 9x4 = 36。

本部分的顶部列出了不同的每像素采样计数。



采样分为以下几个部分：

•采样数(Samples)
•自适应采样
•区间限定
•采样过滤
•高级 - 设置



采样数(Samples)  



摄影机 (AA) 效果的方差过滤器

对将从摄影机跟踪的每像素光线数的超级采样控制。采样数越多，抗锯齿质量就越高，但渲染时间也越长。精确的每像素光线数是此值的平方。例如，如果“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数的值为 3，则意味着 3x3 = 9 个像素采样。实际操作中，您可以考虑使用值 4 获得中等质量，使用值 8 获得高质量，而（很少）使用值 16 获得超高质量。此控件可充当所有不同光线的全局倍增，乘以“漫反射”(Diffuse)光线和“镜面反射”(Specular)光线的数量。要改善运动模糊和景深质量，只能增加“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数。



“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数与“漫反射”(Diffuse)采样数、“镜面反射”(Specular)采样数和“灯光采样数”(Light Samples)在平方后相乘。例如，6 个“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样和 6 个“镜面反射”(Specular)采样 = 62 x 62 = 每像素 1296 条漫反射光线，还有另外的每像素 1296 条间接镜面反射光线。因此，为获得更好的几何抗锯齿效果而增加“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数时，应减少其他采样数予以补偿。

漫反射

控制在计算半球形范围内累计的反射间接辐射时发射的光线数。精确的半球形光线数是此值的平方。增加该值可减少间接漫反射噪波。请记住，“漫反射”(Diffuse)采样操作针对每个“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样执行。因此，“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数和“漫反射”(Diffuse)采样数的值都较高时，往往会减慢渲染速度。

当漫反射采样数大于 0 时，与漫反射曲面相交的摄影机光线会发射间接漫反射光线。这些光线在半球形扩散范围内沿着随机方向发射。如果光线无法满足环境中的值范围，则会产生噪波。

增加“漫反射”(Diffuse)采样数将增加从一个点发射的漫反射光线数：



间接漫反射光线采样和间接漫反射噪波

下表显示了通过增加“漫反射”(Diffuse)采样数 (GI_diffuse_samples) 来消除间接漫反射噪波的结果：



漫反射采样数 (GI_diffuse_samples)：1 2 4 6。渲染时间：131 156 271 427

这显示了增加漫反射采样数 (GI_diffuse_samples) 对性能产生的影响。由于间接漫反射光线非常普遍，这可能代价不菲。在此示例中，采样数从 1 增加到 6 时，对性能的影响超过 320%。  

间接漫反射噪波

这是产生噪波的最常见原因之一，可能有很多不同的来源。它在场景中表现出来的样子就是粗糙的颗粒感，通常位于阴影区域。

可以通过几种不同的方法来确定间接漫反射噪波。如果已渲染 AOV，则可以检查间接漫反射 AOV；如果噪波只存在于此 AOV 中，则可以确定噪波是由此光线类型导致的。您可以通过将“漫反射”(Diffuse)采样数调整为零（这实际上会关闭间接漫反射），来检查噪波区域是否由间接漫反射噪波导致。如果噪波由此光线类型所导致，则噪波将消失。如果图像随着间接漫反射的消失而变暗，但噪波仍然存在，则说明噪波不是由间接漫反射光线所导致。

在下面的示例中，带方向性的灯光指向封闭的空间。将“漫反射”(Diffuse)采样数设置为 0 时，不会从曲面反弹任何灯光，因此场景中没有间接灯光。将“漫反射”(Diffuse)采样数增加为 1，可以使漫反射光线在场景周围反弹。但是它将产生噪波，特别是在场景的边角。将“漫反射”(Diffuse)采样数增加为 3，可以改进结果。请谨慎使用此值。以递增的方式增加该值并查看是否注意到间接漫反射组件的质量存在任何差异。



请记住，“漫反射”(Diffuse)采样操作针对每个“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样执行。因此，“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数和“漫反射”(Diffuse)采样数的值都较高时，往往会减慢渲染速度。


通过反射漫反射曲面

在可以直接看到漫反射 (bath) 以及可以通过反射/折射（铬反射）看到漫反射的场景中，增加漫反射采样数仅有助于改善直接可见的漫反射噪波。而增加摄影机 (AA) 采样数可以统一改善所有内容（整个图像）。



漫反射采样数仅影响直接可见的漫反射曲面，不影响其他任何内容


镜面反射

控制在计算按镜面反射 BRDF 加权的半球形范围内累计的反射间接辐射时发射的光线数。精确的光线数是此值的平方。增加该值可减少间接镜面反射噪波（软反射/模糊反射）。请记住，“镜面反射”(Specular)采样操作针对每个“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样执行。因此，“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样数和“镜面反射”(Specular)采样数的值都较高时，往往会减慢渲染速度。



此图显示了在 Arnold 渲染中如何传播镜面反射光线



在下面的示例中，镜像曲面的镜面反射值和粗糙度值均较高。在左侧的图像中，您可以看到镜面反射采样数不足，因此镜面上产生了噪波。增加镜面反射采样数可获得更好的结果。



如果将镜面反射采样数和镜面反射光线深度都减小为零，此时噪波消失，则说明噪波是由镜面反射导致的。

透射

控制用于模拟基于微面的透射求值的采样数。增加该值可消除透射中的任何噪波。

如果将此参数和 GI_transmission_depth 都切换为零，此时噪波消失，则说明噪波是由透射导致的。





此图显示了在 Arnold 渲染中如何传播透射光线



镜面反射光线采样和透射噪波



尽管确定导致噪波的是镜面反射还是透射通常很简单，但我们还需要确认是不是镜面反射光线导致了给定类型的噪波：如果已渲染 AOV，则可以检查间接漫反射 AOV；如果噪波只存在于此 AOV 中，则可以确定噪波是由此光线类型导致的。此外，您还可以在 Arnold 的“渲染设置”(Render Settings)中将 GI_specular_samples、GI_transmission_samples 和镜面反射深度类型切换为零。同样，这实质上会禁用镜面反射光线。如果是镜面反射光线导致了噪波，则在此测试中噪波将消失。如果镜面反射组件消失，但噪波仍然存在，则说明噪波不是由镜面反射光线导致的。


SSS


该值控制将用于估算着色点某一半径内的照明的照明采样（直接和间接）数，从而计算次表面散射。值越大，产生的结果越清晰，但渲染时间也更长。




在间接镜面反射和漫反射 GI 中，预计有一些额外的噪波源自具有 SSS 的对象，特别是漫反射采样设置低于 SSS 采样设置时。为了对抗这种类型的噪波，可以尝试使用较高的摄影机设置以及较低的镜面反射、漫反射和 SSS 采样率，或者增加漫反射/镜面反射采样数。增加 SSS 采样数只会减少次表面效果在摄影机、镜面反射和透射光线中的噪波。

在以下图像中，您可以看到眼眶的较暗区域中存在噪波。增加漫反射采样数会减少这种类型的噪波。



请注意，要使 SSS 值在多个对象中扩散，例如从一个面到眼球，您需要使用“SSS 集名称”。

体积间接(Volume Indirect)

控制发射以用于计算体积间接照明的采样光线数。与其他采样率控件（“摄影机(AA)”(Camera (AA))、“灯光采样数”(Light Samples)、“漫反射”(Diffuse)采样等）类似，实际采样数是此值的平方，因此，将此值设置为 3 会发射 3x3=9 条光线。将其设置为 0 会禁用体积的间接照明。请注意，间接体积照明绑定到“体积”(Volume)光线深度渲染选项，因此必须至少有 1 个体积反弹才能计算间接照明。




“体积间接”采样数和逐灯光“体积采样数”不适用于“大气体积”。要提高“大气体积”的质量，必须增加“大气体积”采样数。

渐进渲染

以多个过程完成渲染调用。在每个中间过程中，将在完成每个分片后调用不输出到文件的驱动程序，这样显示驱动程序的显示结果便是噪波逐渐收敛至最终“摄影机(AA)”(Camera (AA))采样设置。

请注意，此选项会减慢渲染速度并增加内存使用，因此，为了实现快速预览，仅在交互式渲染期间支持此选项。

      

禁用（默认值）                                                                               启用

幻井

感谢分享，认真学习