Dante Bengtegård

Introduktion

Som 3D-animatör finns det inget värre än att konfronteras med långa renderingstider som sätter stopp för fortsatt arbete. Man gör därför allt i sin kraft för att optimera sina renderingsinställningar och att få ett så bra resultat som möjligt på så kort tid som möjligt. Trots detta behöver man ofta göra kvalitativa kompromisser för få ut sitt material inom sin deadline.

Introduktionen av renderingsmotorer som gör kalkyleringar med hjälp av datorns GPU (grafikkort), istället för den konventionella metoden av CPU-rendering (processor-rendering), har gjort att man drastiskt kunnat sänka renderingstiderna utan att behöva offra kvalitet. En av dessa renderingsmotorer är Redshift.

I detta dokument skall jag försöka visa hur man jobbar med Redshift på ett smart och effektivt sätt.

Fördelar och nackdelar med Redshift

Som tidigare nämnt är Redshift en GPU-baserad renderingsmotor. Det går generellt sett snabbare att få ut bilder med denna teknik. Detta hänger dock till stor del på att hårdvaran i din dator är aningen skräddarsydd för just denna typ av rendering. Typen av grafikkort i din dator har stor inverkan på hur väl Redshift fungerar. Det stora fokuset ligger på antalet kärnor som finns tillgängligt i grafikkortet samt mängden video-RAM (knowledge.autodesk.com, 2018). Det är därför viktigt att vara medveten om detta innan man bestämmer sig för att Redshift är bäst för just dig. Med detta sagt så är det billigare att införskaffa sig ett grafikkort med många kärnor än en processor som kommer ge dig likvärdiga renderingstider (workstationspecialist.com, 2016).

Utöver tidsaspekten finns det också kvalitativa skillnader mellan de två typerna av rendering. CPU-rendering har fördelen att vara mer exakt i dess kalkyleringar, framförallt när det kommer till vissa typer av material som är mycket reflektiva samt refrakterande ljus (workstationspecialist.com, 2016).

Hur fungerar Redshift?

Det första du kommer se när Redshift är installerat och renderingsvyn öppnas är Common-fliken. Denna ruta skiljer sig ytterst lite från andra renderingsmotorer och kommer därför vara lättförståelig för de som har erfarenhet av rendering tidigare.  Här väljer du filformat, vilka bildrutor som ska renderas, från vilken kamera och bildernas upplösning.

Där det börjar skilja sig från andra renderingsmotorer är under Output-fliken. Något man ska ta hänsyn till under denna fliken är Unified Sampling. Här skriver man in ett min- och max-värde som bestämmer hur många strålar Redshift skickar ut per pixel. Dessa strålar samlar information för att sedan omvandla till en bild. Först skickas minimum antal strålar ut, men om det fortfarande finns brus i området skickas fler strålar, där max-värdet agerar som tak (docs.redshift3d.com, 2017). Här skulle jag rekommendera att man börjar ganska lågt (min: 16, max: 256), för att sedan jobba sig uppåt om brus upptäcks. Det handlar alltså om att avgöra hur mycket information Redshift behöver samla, genom dessa strålar, för att scenen ska bra ut.

Något som är tätt sammanvävt med antal samples är Adaptive Error Threshold. Detta värde bestämmer hur noga brus-detektorn är. Med andra ord så innebär detta att ett lägre värde upptäcker mer brus och kan därför motverka detta genom att skicka fler strålar (docs.redshift3d.com, 2017). Detta, precis som högre värden på min- och max-samples, höjer såklart renderingstiden markant.

Om man skulle upptäcka brus i sin bild så bör ens första instinkt inte vara att höja Unified Sampling – om det inte är så att hela bilden är full av brus. Istället bör man avgöra om det är ett specifikt område eller material som är brusigt. Detta är viktigt eftersom det finns en flik som heter Sampling Overrides. Under denna fliken kan du specifiera antalet samples för olika typer av material eller funktioner som används i din scen. Vad detta låter dig göra är att optimera din scen, och ej skjuta ut onödigt många strålar på objekt eller områden som ej behöver det (youtube.com, 2014). Det kan handla om en reflektiv yta i scenen som ser ut att vara av lägre kvalitet än övrigt. Då är det utmärkt att använda denna funktionen genom att aktivera Override Samples på just Reflections och höja värdet.

Under fliken Environment kan man även lägga till Redshifts egna skärpedjup. Denna funktionen betecknas rsBokeh, där rs står för Redshift och Bokeh är ett term som beskriver den estetiska kvaliteten hos en bild där delar är ur fokus (wikipedia.org, 2018). Ytterligare något som är bra att aktivera när man befinner sig under Output-fliken är Motion Blur. Detta återskapar hur en kamera agerar när saker rör sig snabbt och kamerans slutartid inte är snabb nog att fånga alla bildrutor i perfekt skärpa (shutterstock.com, 2016). Detta tillsammans med bokeh bidrar till ökad realism.

Under fliken GI finner man alla inställningar för Global Illumination. Detta är ett verktyg som används för att försöka simulera hur ljus agerar i verkligheten genom att skjuta ut fotoner som studsar på ytor för att sprida ljus. Det finns olika motorer att välja bland som primär GI (Global Illumination), men den jag har valt att skriva om är Brute Force. Detta är den mest exakta metoden, vilket också gör det den långsammast. Metoden är också fördelaktig eftersom det ej blir något flimmer på animationer. Den fungerar inte exakt som ljus gör i verkligheten. Istället för att skjuta fotoner från ljuskällan så skickas ett antal strålar från ytorna i scenen som sedan får studsa för att sprida ljus. Antalet strålar specificerar man på Num Rays-reglaget. (docs.redshift3d.com, 2017).

Som komplement till Brute Force kan man använda en sekundär GI-motor. I detta fallet Irradiance Point Cloud. Den sekundära motorn fungerar som komplement till huvudmotorn genom att göra snabbare kalkyleringar angående ljusets studs i scenen och på så sätt fylla ut det som Brute Force inte hinner med (docs.redshift3d.com, 2017).
Man kan här välja antalet gånger ljusets strålarna ska studsa. Vad man väljer att skriva här beror till stor del på vilken typ av scen man jobbar med, men som regel kräver inomhusscener ett högre nummer på detta reglaget eftersom det det finns många ytor i ett begränsat område (youtube.com, 2014).

Något som är viktigt att nämna utöver alla renderingsinställningar är materialen som används. Det är viktigt att veta vilken renderingsmotor du ska använda innan material appliceras eftersom renderingsmotorer ofta har sina egna material, och Redshift är inget undantag (redshift3d.com, 2017). Ytterliggare information om Redshifts material går att hitta här: https://docs.redshift3d.com/display/RSDOCS/Material?product=maya

Övning

Om man är helt ny till Redshift skulle jag rekommendera att man gör sig bekant med hur man kan optimera en scen. För att göra detta kan man skapa en ny scen och skapa en mängd objekt som man applicerar olika typer av material på – reflektiva, transparenta, matt, osv – för att sedan rendera en stillbild. Analysera sedan på vilka ställen scenen brister i form av brus och kvalitet. Överväg om det är en bra idé att öka mängden Unified Samples eller, om bruset befinner sig på ett specifikt område, om det är bättre att justera ett specifikt värde under Sampling Override.
Ytterliggare information om Redshift finns tillgängligt här: https://www.youtube.com/watch?v=c3RUBEPhQOs

Källförteckning

knowledge.maya.com (2018). Differences between GPU and CPU-based rendering in 3ds Max [Elektronisk] Tillgänglig:
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/troubleshooting/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/3ds-Max-Differences-between-GPU-and-CPU-based-rendering.html [2019-01-05].

workstationspecialist.com (2016). Is it time to invest in GPU rendering? [Elektronisk] Tillgänglig: https://www.workstationspecialist.com/blog/Is-It-Time-to-Invest-in-GPU-Rendering/ [2019-01-05].

youtube.com (2014). Introduction To Redshift For Maya (Part 1) [Elektronisk] Tillgänglig: https://www.youtube.com/watch?v=c3RUBEPhQOs [2019-01-10].

docs.redshift3d.com (2017). Unified Sampling [Elektronisk] Tillgänglig: https://docs.redshift3d.com/display/RSDOCS/Unified+Sampling?product=maya [2019-01-10].

docs.redshift3d.com (2017). GI Engines [Elektronisk] Tillgänglig: https://docs.redshift3d.com/display/RSDOCS/GI+Engines?product=maya#GIEngines-ProsandConsoftheDifferentTechniques [2019-01-10].

docs.redshift3d.com (2017). GI Engines [Elektronisk] Tillgänglig: https://docs.redshift3d.com/display/RSDOCS/Material?product=maya [2019-01-10].

wikipedia.org (2018). Bokeh [Elektronisk] Tillgänglig: https://en.wikipedia.org/wiki/Bokeh [2019-01-10].

shutterstock.com (2018). What is Motion Blur [Elektronisk] Tillgänglig:https: //www.shutterstock.com/support/article/what-is-motion-blur [2019-01-10].