什么是采樣波材？直白的說(shuō)采樣設(shè)置直接影響成像效果（影響陰影拆魏、噪點(diǎn)等）
當(dāng)使用像阿諾德這樣的渲染器時(shí)搓谆，對(duì)光線跟蹤渲染背后的核心原理有一個(gè)基本的了解是很有用的薯嗤。生成虛擬場(chǎng)景的逼真圖像需要模擬場(chǎng)景中光線從光源到攝像機(jī)的傳播。為了確定每個(gè)圖像像素的顏色撮竿，Arnold 從場(chǎng)景幾何體吮便、著色器、燈光等收集信息幢踏，并跟蹤一些隨機(jī)光傳輸路徑髓需，這些路徑將通過(guò)像素看到的對(duì)象連接到光源 - 此過(guò)程稱為"采樣"。生成的圖像的質(zhì)量在很大程度上取決于每個(gè)像素生成的路徑或樣本數(shù)房蝉。
渲染圖像時(shí)授账，Arnold 必須通過(guò)檢查場(chǎng)景來(lái)確定每個(gè)像素的顏色值。Arnold 通過(guò)從攝像機(jī)位置發(fā)送大量光線惨驶，直到它們擊中場(chǎng)景中的物體來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的白热。每次光線擊中對(duì)象時(shí)，它都會(huì)執(zhí)行一些計(jì)算粗卜，最終將返回有關(guān)該對(duì)象的信息（例如屋确，其顏色）。這個(gè)過(guò)程基本上可以描述為"采樣"虛擬相機(jī)圖像平面中的像素续扔。
每當(dāng)像素中用太少的樣本計(jì)算的渲染可能會(huì)很嘈雜攻臀。增加每個(gè)像素的樣本數(shù)可減少圖像的嘈雜性，從而更好地表示實(shí)際場(chǎng)景纱昧。下圖顯示了增加場(chǎng)景中的 Camera （AA） 樣本數(shù)時(shí)的比較刨啸。增加 Camera （AA） 樣本不僅可降低噪點(diǎn)，還增加了更多的輔助射線樣本识脆，從而降低了照明中的噪點(diǎn)设联。
1 攝像機(jī) （AA）：每像素 1x1=1 個(gè)樣本（圖像出現(xiàn)嘈雜）
6 攝像機(jī) （AA）：6x6×36（噪音降低）
攝像機(jī) （AA） 采樣
那么，什么是相機(jī)采樣灼捂？基本上离例，從攝像機(jī)拍攝大量光線，通過(guò)渲染屏幕窗口的每個(gè)所需像素拍攝到場(chǎng)景中悉稠。這些光線稱為"主光線"宫蛆，但有時(shí)從渲染視圖投射時(shí)，它們被稱為"眼睛"或"相機(jī)射線"（相機(jī) （AA） （抗鋸齒）的猛。有時(shí)它們被稱為"像素樣本"耀盗。
"攝像機(jī) "（AA） 值控制像素超采樣率或?qū)臄z像機(jī)跟蹤的每個(gè)像素的光線數(shù)。樣本數(shù)越高卦尊，抗鋸齒質(zhì)量越好叛拷，但渲染時(shí)間越長(zhǎng)。
請(qǐng)注意猫牡，此過(guò)程不是線性的胡诗，因?yàn)閷?duì)于每個(gè)采樣速率邓线，實(shí)際采集的樣本數(shù)是輸入值的平方。例如煌恢，如果Camera （AA）樣本為 3骇陈，則意味著 3x3 = 9 個(gè)樣本將用于抗鋸齒。如果漫反射樣本為 2瑰抵，則 2x2 = 4 個(gè)樣本將用于漫反射 GI你雌。這同樣適用于其他值。
這些Camera （AA）樣本可以描述為主光線（或像素樣本）二汛，并確定要渲染的圖像的整體質(zhì)量婿崭。增加Camera （AA）樣本可提高圖像的整體質(zhì)量，但通畴燃眨可能會(huì)浪費(fèi)氓栈，因?yàn)樗鼤?huì)增加所有內(nèi)容的采樣率。場(chǎng)景中確定了噪聲源婿着，設(shè)置采樣值以增加僅這些特定光線的數(shù)量會(huì)更加高效授瘦。例如，如果存在大量運(yùn)動(dòng)模糊的場(chǎng)景竟宋，則需要更大的Camera （AA）采樣提完，因此可以減小其他采樣值。同樣丘侠，增加相機(jī) （AA）也有利于間接照明徒欣，因此不需要盡可能多的漫反射樣本。但是蜗字，如果您要減少字符皮膚上的噪音打肝，則使用更高的 SSS 樣本會(huì)更加高效，而不是對(duì)于Camera （AA）樣本的較高值秽澳。
光采樣
直接照明光線可以描述為處理燈光的光線闯睹。這些光線從場(chǎng)景中的位置向各種光源方向行駛。這些光線確定曲面是否為陰影担神，如果沒(méi)有，可以計(jì)算照明信息始花。
來(lái)自燈光的噪音有時(shí)很難診斷妄讯，尤其是光線面積大或尺寸大時(shí)。在這些情況下酷宵，有時(shí)可能會(huì)誤認(rèn)為是間接漫反射噪聲亥贸。這突出了測(cè)試不同噪聲射線類型的必要性。如果問(wèn)題是陰影噪聲浇垦，那么我們可以簡(jiǎn)單地在阿諾德渲染設(shè)置中切換忽略陰影炕置，噪聲將完全解決。下圖顯示了阿諾德如何追蹤光線。
有些光線照射到物體上朴摊，而另一些光線則不擊中物體默垄。
阿諾德的光采樣
前面描述的相同噪聲問(wèn)題可能發(fā)生在直接和間接光線中。來(lái)自直接光源的噪聲通常出現(xiàn)在鏡面高光中或來(lái)自區(qū)域燈光的大軟陰影中甚纲。如果是這種情況口锭，則需要增加光樣本的數(shù)量。下圖顯示了將光采樣數(shù)從 1 到 3 時(shí)陰影噪聲的差異介杆。
1 個(gè)光樣品鹃操。非常嘈雜。
3 個(gè)光樣春哨。噪音得到改善荆隘。
在嘗試計(jì)算場(chǎng)景中的噪聲時(shí)，將一個(gè)噪聲源和另一個(gè)噪聲源分開(kāi)可能很有用赴背。禁用漫反射射線 （0） 有助于識(shí)別存在哪種類型的噪聲臭胜。當(dāng)嘗試優(yōu)化場(chǎng)景中的間接漫反射光線數(shù)，而不是增加漫反射光線的數(shù)量（渲染時(shí)間將加倍癞尚，每個(gè)漫反射樣本時(shí)耸三，首先需要隔離噪聲源。
光噪聲和漫反射噪聲（難以判斷哪個(gè)是哪個(gè)）浇揩。
漫反射設(shè)置為 0（禁用）仪壮。光噪聲更容易識(shí)別。
漫反射光線采樣
來(lái)自發(fā)射綠色立方體的間接（漫射）照明胳徽。翻轉(zhuǎn)圖像僅查看直接照明（漫反射樣本： 0）**
間接漫反射光線是與對(duì)象及其曲面著色器交互的光線积锅。因此，光線在場(chǎng)景中以分配給對(duì)象的著色器確定的方向移動(dòng)养盗。傳輸光線穿過(guò)物體缚陷。當(dāng)光線擊中反射對(duì)象（如鏡子）時(shí)，只有一個(gè)反射光線從該點(diǎn)沿著傳入光線確定的方向進(jìn)行跟蹤往核。相反箫爷，漫反射光線在半球圍繞命中點(diǎn)隨機(jī)采樣。
顯示漫反射光線在阿諾德渲染中傳播方式的圖
鏡面光線采樣
渲染有光澤的鏡面時(shí)聂儒，噪聲也可能成為問(wèn)題虎锚，就像漫反射光線一樣。明亮的熱點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致間接鏡面樣本中的噪聲衩婚。例如窜护，小而明亮的燈光的寬鏡面反射。如果問(wèn)題是鏡面高光中的噪聲非春，則需要確認(rèn)源是直接光柱徙，而不是輔助光線類型（如鏡面）缓屠。通過(guò)將"時(shí)間"設(shè)置為"GI_diffuse_depth GI_diffuse_depth（GI_specular_depth 這基本上會(huì)關(guān)閉所有全局照明），這很容易實(shí)現(xiàn)护侮。如果噪聲仍然存在敌完，我們知道它是照明模型的直接鏡面分量。在大多數(shù)情況下概行，可以通過(guò)增加鏡面樣本的數(shù)量來(lái)解決它蠢挡。
1 （樣本不足）
4（樣品充足，噪音降低）
卷
采樣體積時(shí)凳忙，直接相機(jī) （AA）光線在通過(guò)卷時(shí)多次對(duì)體積進(jìn)行采樣业踏。間接光線 （volume_indirect） 的行為類似，多次發(fā)送作為射線的"步數(shù)"（體積step_size通過(guò)體積對(duì)象涧卵。因此勤家，采樣卷通常比對(duì)曲面采樣需要更長(zhǎng)的時(shí)間。
卷采樣柳恐。直接照明（綠色）伐脖。間接照明（藍(lán)色）。
在光線移動(dòng)的每個(gè)步驟中乐设，它評(píng)估著色器并累積體積的密度讼庇。當(dāng)這些密度值在整個(gè)體積中變得更加不穩(wěn)定時(shí)，附近的光線可以計(jì)算完全不同的值近尚，從而在渲染中引入噪聲蠕啄。在這種情況下，可能需要使用更輕的樣本進(jìn)行渲染戈锻，或者減小音量中的步長(zhǎng)歼跟。即使采樣值較低，使用卷呈現(xiàn)干凈圖像也非常昂貴格遭。
光量樣品： 1
光體積樣品： 6
渲染卷時(shí)需要考慮三件事;在渲染卷時(shí)哈街，需要考慮三件事。光測(cè)量拒迅、直接光和間接光采樣骚秦，所有這些都有不同的采樣設(shè)置。
步進(jìn)大小
射線step_size過(guò)程的第一部分坪它。此處的采樣率過(guò)低將導(dǎo)致體積渲染錯(cuò)過(guò)體積中的小細(xì)節(jié)骤竹，使其變得嘈雜，使其比應(yīng)變薄往毡，或?qū)?固體"體積的"表面"（如熱碎屑云）的確切位置做出錯(cuò)誤估計(jì)。步驟尺寸差靶溜，有雪球效應(yīng)开瞭，可以使抽樣過(guò)程的其余部分更嘈雜懒震。這很容易通過(guò)查看 Alpha 通道，或通過(guò)向音量添加一些發(fā)射和關(guān)閉所有照明來(lái)測(cè)試嗤详。如果發(fā)射/阿爾法通道在所需的 Camera （AA）設(shè)置下是嘈雜的个扰，則step_size可能太大。
步驟大小正確
當(dāng)步繼大小太大時(shí)葱色，項(xiàng)目將顯示在 alpha 中
Step_size實(shí)際上是在對(duì)象空間递宅，而不是世界空間。這樣苍狰，在卷變換縮放時(shí)办龄，采樣質(zhì)量保持不變。但是淋昭，應(yīng)避免使用較大的步進(jìn)大小俐填。否則，體積會(huì)變薄和沖刷翔忽。在下面的圖像中英融，體積已放大到100個(gè)單位，以夸大此效果（1/25/50是相對(duì)于該體積的大行健）驶悟。
1
25
50
通常，step_size明顯明顯的偽影之前材失，需要盡可能大痕鳍。小步長(zhǎng)會(huì)增加渲染時(shí)間。例如豺憔，當(dāng)步長(zhǎng)為 0.1艺沼，并且世界空間中的體積為 10 個(gè)單位時(shí)，大約有 100 個(gè)主樣本嗽元，因此卷著色器稱為 100 倍阴孟。
直接照明
當(dāng)步進(jìn)尺寸正確時(shí)，噪音可能來(lái)自直接或間接照明昼榛。直接照明很容易檢測(cè)境肾。間接光需要切換掉，如果渲染是嘈雜的胆屿，則每個(gè)光需要一次渲染一個(gè)奥喻，直到找到負(fù)責(zé)噪聲的光，然后打開(kāi)其 非迹。如果直接照明噪聲沒(méi)有隨著 volume_samples 的增加而顯著降低环鲤，則可能是由于光相互作用過(guò)低、step_size或根本不難以采樣光相互作用（高各向異性體積憎兽、重紋理 mesh_lights冷离、二次下降等）吵冒。在這種情況下，除了通過(guò)夾緊或過(guò)濾消除樣品之外西剥，沒(méi)有太多工作可做痹栖。volume_samples
間接照明
間接噪聲也很容易識(shí)別。 噪聲卷需要禁用瞭空，如果渲染不再嘈雜揪阿，則問(wèn)題是間接采樣。如果質(zhì)量需要提高咆畏，volume_indirect_samples數(shù)量南捂。如果增加這種噪聲不會(huì)降低噪音，那么噪聲可能再次來(lái)自難以采樣的光相互作用（多重散射鳖眼、各向異性體積黑毅、嵌入在體積中的光等），如前所述钦讳，除了通過(guò)夾緊或?yàn)V波消除樣品之外矿瘦，沒(méi)有太多工作可做。GI_volume_depth
體積射線深度
增加volume_ray_depth可以顯著改變卷的外觀愿卒。但是缚去，請(qǐng)注意，增加體積射線深度將增加體積內(nèi)的多個(gè)散射反彈數(shù)（默認(rèn)值為 0）琼开，因此渲染時(shí)間將顯著增加易结。
0
6
