Es ist schon länger her, dass Newtek mit Lightwave3D 11 auf den Markt gekommen ist und vor kurzem erschien das neueste Update auf 11.6.2. Im Laufe der Jahre hat sich in Sachen Antialiasing sehr viel getan. Obwohl LW oft mit der Eigenschaft „instant good rendering“ belegt wurde, war Newtek nicht faul und öffnete dem User immer weitere Möglichkeiten, auf die Bildberechnung im Detail Einfluss zu nehmen. Mehr Detail führt aber zu einem Gefühl, von der Komplexität erschlagen zu werden. Gott sei dank gibt es User, die die Übersicht bewahrt haben und nicht scheuen ihr Erfahrungsschatz mit der Welt zu teilen. Vor ein paar Jahren widmete sich Tom Bosschaert dem Thema in LW 9. Er gab mir seine Zustimmung sein Tutorial zu übersetzen und auch der deutschsprachigen LW Gemeinde zu Verfügung zu stellen. In Lightwave 11 hat sich Rebelhill dem Thema gewidmet und 2012 dazu ein Youtube Video veröffentlicht. Seine Youtubekanal ist absolut sehenswert und lehrreich. Er ist bekannt als umtriebiges und hilfsbereites Mitglied der LW Community mit seinen Fähigkeiten in Sachen Character Animation, Rigging und Rendering. Nicht zu vergessen sind seine Lightwave Tools und die Lehrvideo Serien zum komplexen Thema des Nodeeditors und des Characterriggings.

Nun zum Inhalt seines Tutorials über Rendering, Sampling und Antialiasing. Ich habe mir selber die wichtigsten Eckpunkte zusammengeschriebenanz, um mich bei Bedarf schnell orientieren zu können, ohne dabei im Video nach den Details suchen zu müssen.

 

Wo findet man Eingabefelder für Sampling?

1) Shading Samples: überall wo ein Shader verwendet wird

2) Light Samples

3) Anti Aliasing Samples

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In LW vor v11 gab es in allen möglichen Bereichen Einstellungen für Sampling. z.B. in einem Material Shader den „Scatering Samples“ oder „Shadow Samples“. Der hier eingegebene Wert muss mit sich selbst potenziert werden um die endgültige Sampleanzahl zu erhalten.

Bsp.: wenn im Conducter Material Node die Samples auf 8 gesetzt wird und die Szene mit einem Antialiasing von 3 gerendert wird, ergibt dies 192 Samples die am Ende berechnet werden.
Zu bedenken sind auch Schatten die sich in Objekten spiegeln, dies potenziert die Anzahl der Sample für diesen Bereich.

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In LW vor v11 gab es auch hier verschiedene Bereiche im Programm, wo Einstellungen für Sampling gesetzt werden können. Diese Option wurde „Quality“ genannt. Der eingesetzte Wert musste mit sich selbst potenziert werden, um die Anzahl der Samples zu erhalten. Festzuhalten wäre auch, dass diese Einstellung nicht das Licht-, sondern die Schattenberechnung betrifft.

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Sampling Patern: Ist das Muster wie die Proben (Sampels) über einen Bereich verteilt sind.

Fixed: Das AA Muster sieht zwar immer gleich aus, aber es wandert insgesamt von einem AA Durchgang zum nächsten. Der Vorteil ist eine gewisse Vorhersagbarkeit des Ergebnisses. Wenn z.B. für Compositing die Bilder in Layer grendert werden, die aufs Pixel genau sich überlappen müssen, oder bei sehr geometrischen Szenen.

Blue Noise: Bei kleinen Mustern im Microbump Bereich ist diese Einstellung problematisch und führt nicht unbedingt zu guten Ergebnissen. Dafür sind die Ränder eines Objekts besser abgestuft.

Classic: ist eine Mischung aus den beiden oben genannten.

Also sollte man sich dem Sampling Patern zuerst Beachtung schenken, bevor man die Anzahl der Samples erhöht!

Reconstruction Filter: ist die Art und Weise wie die verschiedenen Rechendurchgänge beim Antialiasing zusammengerechnet werden.

Im allgemeinen kann gesagt werden, dass gestochen scharfe Renderings am ehesten mit Mitchel Sharp erreicht werden. Feine Details werden am ehesten mit Gaussian geglättet.

Adaptiv Sampling: Um Bereiche im Bild, die schon geglättet sind, nicht bei jedem AA Durchgang in die Berechnung miteinzubeziehen und die Renderzeit unnötig zu erhöhen, ist AS in LW implementiert. AS schaut sich die Helligkeit zwischen zwei benachbarte Pixel an und entscheidet anhand des Unterschieds, ob dieser Bereich in die AA Berechnung miteinbezogen werden soll oder nicht. Der Wert der hier eingegeben wird, kann auch als % Wert gesehen werden. 0,05 = 5% Helligkeitsunterschied zwischen zwei Pixel.

Bis inkl. LW 10.1 wurde bei jedem AS Durchgang die Anzahl der Samples verdoppelt. Das war der Grund warum nach dem Durchgang die Berechnung immer langsamer wurde. War z.B. die Licht Qualität auf 16 eingestellt, dann sind alleine hier 16 zum Quadrat Samples zu Beginn, die bei jedem AA Durchgang durch das AS verdoppelt werden.

Man kann also die Qualität der Schatten und der Reflections niedrig halten und dem AS die Arbeit überlassen.

In LW 11 sind die Einstellungsmöglichkeiten konsolidiert worden und sind nicht mehr überall vertreten wie früher. Jetzt findet man diese in den Render Globals im Render Reiter unter Shading Samples und Light Samples. Dadurch sind die Einstellungsmöglichkeit viel leichter handzuhaben, vor allem in Szenen wo es sehr viele Lichter, und Materialien gibt.

Auch beim Adaptiv Sampling hat sich was verändert: Es gibt eine Einstellung für Maximum Samples, um die Verdoppelung der Samples bei jedem AA Durchgang zu deckeln. Es wird auch nicht verdoppelt, sondern immer um eins erhöht.

Die Restzeit die beim Rendern angezeigt wird, kann in Verbindung mit AS nicht ernst genommen werden, weil eine solche Voraussage technisch nicht möglich ist. Grund ist, dass AS nach jedem Durchgang die Pixel vergleichen muss, um eine AA Entscheidung treffen zu können.

Oversample: fügt noch der AA Einstellung noch zusätzliche Samples hinzu. Ein Wert von 1 würde das gleiche bedeuten wie den AA Wert mit eins zu erhöhen. Darum werden hier 0,xx Werte hier eingegeben.

Grundsätzlich sind die AA Werte und die Werte für Shading und Licht austauschbar, und man erhält am Ende das gleiche Renderergebnis. Zu beachten ist aber, dass AA auch die Objekt Kanten glättet. D.h. eine Szene mit 256 AA und Licht und Shading Samples von 1 liefert im Grunde das gleiche Ergebnis. ABER: es ist meist nicht nötig 256 Samples für die Kantenglättung aufzuwenden. Darum kann dafür der AA reduziert und dafür der Shading/Light Sample erhöht werden. Mit der entsprechenden Balance kann das Bild schneller, aber ohne Qualitätseinbußen berechnet werden.

Eine andere wichtige Komponente sind die Zahlen die verwendet werden. Hier sollte man sich auf Quadratzahlen beschränken. 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096 etc…. um diverse Fehler in der Detailberechnung zu vermeiden.

 

Das war’s im Großen und Ganzen. Ich wünsche allen schöne Ergebnisse 🙂

 

Links:

Youtube Video Rendering, Sampling and Antialiasing
Rebelhill Homepage

Rebelhill Youtube Kanal

Tom Bosschaert
www.except.nl

Kategorien: Lightwave3D

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