Cache Irradianza (Illuminazione Globale)

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Un nuovo metodo di Cache Irradianza è stati introdotto a partire da ARCHICAD 20. Questo metodo comporta seguenti vantaggi rispetto agli altri metodi:

I piccoli dettagli, come le ombre di contatto (ossia le ombre prodotte nei punti in cui gli oggetti si incontrano, sugli spigoli, ecc.) sono di qualità molto più elevata (con le corrette impostazioni nella qualità di un rendering QMC puro).

Nuovi algoritmi accelerano il rendering.

Il metodo Cache Irradianza (Obsoleto) è ancora disponibile. Vedere Cache Irradianza (Obsoleto) (Illuminazione Globale Cineware).

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Rendering migliorato delle ombre di contatto (ad es. nelle regioni indicate sull'immagine a sinistra).
Modello di Steen Winther.

Nota: tutte le immagini su questa pagina sono renderizzate utilizzando Cache Irradianza, sia come Metodo Primario sia come Metodo Secondario.

Che significa “Cache Irradianza?”

Durante il rendering IR vengono eseguiti diversi precalcoli ("prepassaggi") nei quali la scena viene analizzata per stabilire quali sono le regioni di illuminazione indiretta più importanti (i "punti di ombreggiatura", che sono i punti visualizzati durante i prepassaggi: questi divengono molto evidenti quando si usano bassi valori di Densità). Vedere sotto per ulteriori dettagli:

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I valori di luminosità e colore per i punti di ombreggiatura (immagine superiore) sono interpolati
per assicurare una dispersione della luce omogenea (immagine inferiore).

I valori di luminosità e colore per questi punti di ombreggiatura saranno salvati nella Cache Irradianza come cosiddette “voci”. Queste voci di Cache Irradianza sono interpolate durante il rendering finale per fornire i pixel che si trovano tra i punti di ombreggiatura con luce indiretta.

Svantaggi

Quando si esegue l'interpolazione di un numero limitato di punti di ombreggiatura, i dettagli relativi alle luci e alle ombre possono andare perduti (ma nemmeno lontanamente tanto quanto ciò avviene con il metodo obsoleto). Sotto questo aspetto, il QMC è ancora in vantaggio.

Tenere presente che il modo QMC offre sempre la migliore qualità di GI relativamente alla dispersione delle luci e delle ombre (e purtroppo la più lenta). La Cache Irradianza tenta sempre di produrre un risultato quanto più possibile vicino a quello della QMC.

In termini generali, Cache Irradianza tende a creare scintille aventi soprattutto se vengono utilizzate Luci Poligonali molto brillanti e piccole. Le grandi fonti di luce omogenee (ad esempio un cielo utilizzato per l'illuminazione, dal quale la luce viene messa in modo uniforme da molti lati) sono particolarmente adatte alla IR.

Note: 

Le seguenti impostazioni si trovano anche nelle impostazioni di Occlusione Ambientale. Il principio di base con cui essi funzionano è lo stesso (tuttavia l'Occlusione Ambientale ha soltanto una profondità di Densità Record pari a 1).

Se si ottengono risultati a chiazze, questi possono solitamente essere eliminati utilizzando un più elevato valore di Densità Record. Sarà d'aiuto migliorare le impostazioni del Metodo Secondario.

Densità Record

La maggior parte delle seguenti impostazioni sarà utilizzato solamente ai fini di una messa a punto dettagliata. Per la maggior parte delle istanze, le impostazioni Basso, Medio e Alto di Densità Record, in congiunzione con i corrispondenti valori delle impostazioni in basso saranno sufficienti. La modalità di Anteprima offre una rapida anteprima sui risultati finali. La personalizzazione diviene disponibile non appena il valore di Densità Record viene modificato manualmente.

In generale, il valore di Densità Record deve essere modificato solo se, per esempio, deve essere mostrata un'ombra netta di una Luce Poligonale (ad esempio Portali) e non si intende utilizzare la lenta opzione Forza Per-Pixel.

Tasso Min/Tasso Max

Quando si esegue il rendering con Cache Irradianza, vengono prima calcolati alcuni prepassaggi (la fase in cui compaiono dei quadrati che poi divengono più piccoli). Durante questa fase viene stabilita la dispersione dei punti d'ombreggiatura. Questo è un processo di adattamento nel quale viene posta particolare enfasi su alcune regioni critiche: angoli, angoli delle ombre, ecc. La differenza tra Valutazione Min e Valutazione Max determina il numero di passaggi.

Un valore pari a 0 produce a una risoluzione totale dell'immagine (dimensione del pixel 1*1) mentre un valore di -1 Produrrà pixel di dimensioni 2*2, -2 = 4*4 e così via. Naturalmente il valore di Valutazione Min deve essere sempre inferiore al valore di Valutazione Max. È però anche possibile applicare valori positivi, che generano voci sub-pixel nella cache (ciò può essere utile per lo spostamento dei sottopoligoni se vi sono dettagli che vanno perduti). A

lla fine, queste impostazioni non sono così importanti come per il vecchio IR. I tempi di rendering differiscono solo nominalmente e quando i valori sono mantenuti ragionevoli (Valutazione Max Non inferiore a 0), i risultati di rendering non saranno nemmeno diversi. Se per Valutazione Min vengono utilizzati valori negativi e Valutazione Max è impostato a 0, tutto dovrebbe essere ok.

Densità

Spaziatura Minima/Spaziatura Massima

Densità: densità generale dei punti di ombreggiatura. Il valore di Densità regola la dispersione generale dei punti di ombreggiatura in considerazione delle seguenti due impostazioni.

Spaziatura Minima: densità dei punti di ombreggiatura nelle aree critiche (ad es. angoli, ombre).

Spaziatura Massima: densità dei punti di ombreggiatura nelle aree non critiche (ad es. superfici piane).

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Valori di densità in aumento dal basso verso l'alto

È opportuno descrivere queste impostazioni insieme perché tutte e tre definiscono la densità dei punti d'ombreggiatura delle aree critiche e non critiche.

La seguente immagine mostra gli effetti delle impostazioni menzionate sopra:

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Diverse variazioni delle impostazioni di Densità, Spaziatura Minima e Spaziatura Massima.

Suggerimenti per la pulizia dell'immagine renderizzata

Usare un elevato numero di punti d'ombreggiatura delle aree critiche

Usare un valore di densità ragionevoli nelle aree rimanenti

Accertarsi che ciascun punto di ombreggiatura abbia quanti più Campioni possibili.

Addolcimento

In generale sarà raramente necessario modificare l'impostazione di Smussatura.

Tutte le impostazioni descritte sopra coinvolgono il posizionamento e il calcolo dei punti d'ombreggiatura, e l'illuminazione indiretta viene determinata per numerose posizioni. Questa dispersione della luce punto per punto deve essere convertita in una dispersione planare durante il rendering. Un algoritmo di smussatura esegue questa funzione come segue: per ciascun pixel da renderizzare per un determinato oggetto, viene analizzata la Cache Irradianza per trovare le voci in stretta prossimità al fine di interpolare i loro valori di luminosità e colore.

Quanto più elevato è il valore di Smussatura, tanto maggiore è il numero di punti d'ombreggiatura che saranno utilizzati per l'interpolazione del rendering di un determinato pixel. Questa impostazione rappresenta il valore di soglia che determina se una certa voce della cache in sua prossimità sarà utilizzata. Valori più piccoli generalmente producono un risultato più nitido (e spesso più a chiazze), mentre valori più grandi eseguiranno l'interpolazione su aree più grandi, cosa che creerà un'illuminazione più uniforme a prezzo di perdere alcuni piccoli dettagli.

Affinamento Colore

Incrementando il valore di questa impostazione si migliorerà la qualità del rendering delle regioni in cui l'illuminazione GI varia improvvisamente (ad es., ombre GI su luci poligonali brillanti). Quello che succede è che vengono generati punti d'ombreggiatura addizionali (con un corrispondente aumento del tempo di rendering).

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Un valore di Affinamento Colore più elevato produce un'ombra proiettata più definita.

Importante: è necessario aumentare la Densità Record in modo sufficiente per ottenere una dispersione della luce omogenea, altrimenti risulteranno delle regioni a chiazze nelle aree in cui l'illuminazione GI cambia improvvisamente.

Anche le Caustiche GI si avvantaggiano i valori di Affinamento Colore più elevati:

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Rendering delle caustiche (a destra), che ha richiesto una frazione del tempo necessario per il rendering con QMC

Scala Schermo

Con la versione Compatibilità di Cache Irradianza, la dispersione dei punti d'ombreggiatura veniva eseguita indipendentemente dalla dimensione dell'immagine del rendering: lo stesso prepassaggio veniva utilizzato per un'immagine di 80 x 80 pixel e per un'immagine con una risoluzione di 1024 x 768. Attivando l'opzione Scala Schermo si adatta la densità dei punti d'ombreggiatura alla risoluzione dell'immagine. Questo significa che per un'immagine con una risoluzione molto elevata verrà creato un numero altrettanto grande di voci della cache rispetto a quelle create per una immagine con una risoluzione molto bassa. Quindi le immagini più piccole saranno renderizzate più rapidamente e le immagini più grandi richiederanno un tempo più lungo, che significa anche che saranno visibili più dettagli.

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