辐照缓存

常规信息

从 CINEMA 4D R15 开始引入了一种新的辐照缓存算法（下文称为新辐照缓存）。这种算法与其他算法（它们在辐照缓存（传统）全局光照模式中仍然可用）相比有以下优点：

• 在接触投影（即物体边角与它产生的投影相交的地方）等小细节处的质量更高（使用在纯准蒙特卡洛渲染质量下的正确设置）。

新辐照缓存算法可以提升接触投影的渲染（如左图中标记的地方）。模型由 Steen Winther 提供。

• 新算法加快了渲染速度。
• 新辐照缓存与 Team Render 一起使用最佳，这还能提升动画质量（例如会减少闪烁）和速度（参见全局光照与动画）。

"辐照缓存"是什么？

在辐照缓存渲染过程中会进行几次预解算，它会分析场景来确认最重要的间接照明区域（即“着色点”，这些点会在预解算过程中显示；在使用低密度值时变得很明显）。下面是更多细节：

着色点的亮度和色值。

这些着色点的亮度和色值会被保存到辐照缓存中，它们被称为“输入（Entry）”，这个缓存可以并且应该被保存（使用缓存文件标签页的设置），这样它们就可以被重复利用了（例如在摄像机视角改变的情况下）。缓存只能在渲染到图片查看器的情况下重复使用（即在视窗中渲染时不可用）。

这些辐照缓存输入会在最终渲染时进行插值，来计算位于间接光照着色点之间的像素。

通过插值来保证均匀的光线散布。

不过使用辐照缓存算法的缺点同样需要注意：当在有限的着色点之间进行插值时，光影的细节会丢失（但是没有之前版本的严重）。在这一点上，使用准蒙特卡洛算法较有优势。

记住，在光影分布方面，准蒙特卡洛算法能得到最佳的全局光照效果（也是最慢的），而辐照缓存则尽可能产生跟准蒙特卡洛接近的渲染结果。

在动画中使用辐照缓存更容易产生闪烁。新的辐照缓存算法会减少闪烁。一般来说，如果场景中有非常明亮的小型多边形灯光，辐照缓存会容易产生闪烁，而均匀的大型光源（如从各个方向均匀发射光线的天空）则比较适合辐照缓存。

提示：如果出现斑点状的渲染结果，最有效的方法是将记录密度设为更高的数值，提高二次反弹算法的设置也会有所帮助。但是如果使用了质量很低的光线映射，提高辐照缓存设置也无能为力。

记录密度

下面的大部分设置只用来微调。在多数情况下，记录密度设置的低、中和高与下面相应的数值组合使用就足够了。预览模式可以为最终渲染结果提供快速预览。当手动修改了记录密度时，选项会变成自定义。

一般来说，只有在要显示多边形灯光（GI 入口）的硬投影等情况下（而不想使用速度较慢的强制每像素），才必须要修改记录密度。

最小比率 [-8..4]
最大比率 [-8..4]

当使用辐照缓存进行渲染时，会首先进行数次预处理计算（出现方块并不断变小的阶段）。在这个阶段中，着色点的散布会确定，这是一个自适应的过程，会对关键区域进行特别强调：角落、阴影边缘等。最小比率和最大比率之间的差别决定了预处理的数量（另见最小比率）。

数值为0时会产生一个全分辨路的图像（像素尺寸 1×1），而数值为-1时产生的像素尺寸为 2×2，-2=4×4，依此类推。逻辑上来说，最小比率应该总是小于最大比率。你也可以使用正值，这会允许计算亚像素（这对于次多边形置换很有用，如果细节丢失的话）。最后，这些设置没有之前版本辐照缓存中的那么重要，只要数值设置合理（最大比率 不小于0），渲染时间和质量不会有很大差别。一般情况下将最小比率设为负数、最大比率设为0是不错的选择。

密度 [10..1000%]
最小间距 [0..1000%]
最大间距 [0..1000%]

密度从下到上递增。

密度用来调节着色点的整体分布，它的数值越高，着色点的密度就越高。

将这三个设置放在一起讲是因为，这三者共同影响关键区域和非关键区域的着色点密度：

• 密度：整体着色点密度会考虑下面两项设置。
• 最小间距：在关键区域的着色点密度（如角落、投影）。
• 最大间距：在非关键区域的着色点密度（如平面）。

下图演示了上述设置的效果：

不同的密度、最小间距和最大间距设置。

着色点密度是怎样影响最终渲染图像的？对于一个清晰渲染的图像而言，在关键区域需要高着色点数量而在其他区域只需要中等密度。如果你确保了每个着色点都有尽可能多的采样，一般就不会出错。

平滑 [0..1000%]

上面描述的设置是围绕着色点的位置和计算的。间接照明会在场景中大量地点被确定，这种亮度的逐点分布在渲染时必须转换成一种平滑的分布。一种平滑算法会按以下方法实现它：对一个给定对象上要渲染的每个点，辐照缓存会被扫描来找到它们要插值的亮度和色值的近似值。

平滑数值越大，用在插值上的着色点就越多。这个设置表示一个阈值，它决定了是否在其近似值中使用某个缓存。较小的数值通常会产生锐利（经常也会产生更多斑点）的结果，而较大的数值会在更大的区域进行插值，这会产生更加统一的照明效果，但同时也会丢失小细节。一般来说平滑设置一般不需要改动。

细化颜色 [0..1000%]

注意箭头处，在使用高细化颜色值时投影的边缘更加明确。

增加这项设置的数值会提升在全局光照变化明显区域（如明亮的多边形灯光的全局光照投影）的渲染质量，这些区域会生成额外的着色点（相应地会增加渲染时间）。注意：你需要将记录密度增加到足够大，这样光线的散布才会均匀，否则在全局光照变化明显的地方会出现斑状区域。

提高细化颜色的数值还会提高全局光照焦散的效果！

一个类似准蒙特卡洛的焦散渲染（右图），它只花了一部分时间来渲染。

屏幕比例

在之前版本的辐照缓存中，着色点的散布与渲染图像的尺寸无关。也就是说，在 80×80 像素的图像中用到的预处理与 1024×768 像素的一样。启用屏幕比例选项会让着色点密度适应于图像的分辨率。这意味着高分辨率的图像会产生更多缓存。因此小图像会渲染得更快而大图像会较慢，但也意味着大图像有更多细节。