Один из самых простых способов отрендерить изображение в Corona или V-Ray в хорошем качестве, не потратив много времени - это использовать денойзер. Он позволяет избавиться от мелкого шума, который практически не выводим при рендере реалистичных изображений. Денойзер также может убрать яркие точки в местах сложной геометрии, в прозрачных средах и отражениях. 3DS MAX предлагает несколько денойзеров на выбор, и мы протестировали их, чтобы понять, какой из них является самым оптимальным для рендера на рендер-ферме Мегарендер.
Откуда появляется шум?
Все рендер-движки, позволяющие рендерить фотореалистичные изображения, ограничены возможностями современных компьютеров. При использовании алгоритмов, имитирующих поведение света в реальном мире (например, path-tracing и ray-tracing), просчитать поведение всех фотонов в сцене будет физически невозможно. Поэтому рендер в таких движках как Corona будет идти бесконечно, если не выставить хотя бы одно из ограничений: по пассам, по времени или по шуму.
Из-за ограничений на количество лучей или фотонов, которые просчитывает рендер-движок, и образуется шум, т.е. неравномерное распределение цветных пикселей в местах, где они должны быть примерно одинакового цвета. Шум образуется в зонах, где рендеру не хватило данных, чтобы точно просчитать цвет пикселя. Другой вид шума появляется из-за недостатка разрешения итогового изображения. В одном пикселе находится сразу несколько деталей и рендер-движку приходится выводить среднее значение на экран, тогда как в соседних пикселях результат заметно другой.
Получается, что чем сложнее (и реалистичнее) материалы и источники света в сцене, тем выше шанс появления на финальном рендере трудно выводимого шума. Именно в таких ситуациях в дело вступают денойзеры.
Алгоритмы шумоподавления
При работе в 3DS MAX с V-Ray и Corona, по-умолчанию выбор стоит между встроенными алгоритмами денойзинга и сторонними, обученными при помощи нейросетей.
Default V-Ray Denoiser разработан Chaos Group с учетом особенностей работы V-Ray. Результат его работы применяется ко всем рендер-элементам последовательно, гарантируя стойкий результат. То есть, если вы соберете все отдельные рендер-элементы после денойза в одно изображение, то получите результат, идентичный RGB-пассу. V-Ray Denoiser представлен и как отдельное приложение, в котором доступна функция “смешивания”: денойз учитывает соседние кадры для получения плавного результата в анимациях, по максимуму избавляясь от скачущего и дрожащего шума.
Corona Denoiser (или Corona High Quality в старых версиях) встроен в рендер-движок Corona и применяется в конце рендера как элемент постобработки. Денойзер анализирует шум и уменьшает его без образования пятен, по-максимуму сохраняя четкие грани и детали текстур. Этот денойзер использует только мощности процессора и работает на любых машинах, которые уже поддерживают Corona. Силу применения денойзера можно отрегулировать параметром Amount для избежания нежелательных размывов в сложных местах. Денойз можно провести отдельно от рендера, выбрав параметр Gather data for later и сохранив результат в файл CXR. Такой файл потом можно открыть через Corona Image Editor, провести денойз и настроить его силу.
Оба этих стандартных денойзера работают только с данными сцены. Они не смогут добавить детали там, где четкость текстур сильно потеряна из-за высокого уровня шума. Для наилучшего результата, денойзинг через них лучше проводить только после достижения относительно низкого уровня шума, что может требовать долгого рендера.
Тут на сцену выходят алгоритмы денойзинга, обученные определять и устранять шум на десятках тысяч изображений по тем же принципам, на которых работают современные нейросети. В 3DS MAX представлено два таких денойзера.
NVidia AI Denoiser, также известный как Optix Denoiser, разработан компанией NVidia и работает только на производимых ими видеокартах. В отличие от стандартных денойзеров V-Ray и Corona, NVidia Denoiser начинает применяться уже после 5 пассов рендеринга (при использовании Progressive), выдавая быстрое превью. Чем дольше рендер, тем больше данных получит денойзер, и тем четче будет результат. Для получения быстрых превью и проведения тестов он подходит идеально.
Intel Open Image Denoise (Intel CPU/GPU AI Denoiser) - это альтернатива предыдущему решению от компании Intel. Компания предоставляет набор ИИ фильтров денойзинга, обученных на большом объеме изображений. Он подходит как для быстрых превью, так и для обработки финальных рендеров. Главное его преимущество - он работает как на видеокартах, так и на процессорах без привязки к производителю (большинство современных GPU и CPU работают с Open Image Denoise).
Подводные камни при работе на рендер-ферме
На рендер-ферме Мегарендер для нас важно предоставить лучший сервис по оптимальной цене, поэтому мы решили проверить эффективность всех денойзеров в 3DS MAX, действительно ли одни значительно быстрее других, и насколько денойз на ГПУ быстрее ЦПУ альтернатив.
При рендере в Corona разница во времени рендера между Corona Denoiser и NVidia/Intel AI Denoiser заметна только при долгом рендере в большом разрешении, либо если в сцене зашито большое количество рендер-элементов, которые нужно денойзить. ИИ-денойзеры в целом работают быстрее, но при рендере тестовых сцен в Corona на рендер-ферме мы не заметили большой разницы, которую нельзя было бы списать на погрешность. Если у вас много рендер-элементов и вы не хотите тратить деньги на их денойз, проводите денойз у себя на машине, настроив Gather data for later. Сам по себе Corona Denoiser работает очень хорошо, иногда лучше, чем ИИ-денойзеры. NVidia GPU Denoiser использует видеокарту короткими периодами, не задействуя сильно VRAM, т.е. большую часть времени GPU просто бездействует, а значит смысла переплачивать за сервер с поддерживаемой видеокартой нет. Разницы в качестве и скорости работы NVidia и Intel ИИ-денойзеров нами замечено не было.
|
| В этом тесте мы рендерили сцену 15th Anniversary Collection от Evermotion до 5,5% шума в разрешении 1600х1000 пикселей. Разница во времени рендера - 1 секунда. |
В V-Ray разница между денойзерами более очевидна. Chaos рекомендует использовать стандартный денойз для финальных изображений, и он действительно более деликатен в работе с текстурами и мелкими деталями, но хуже справляется с регулярным шумом в темных местах.
|
| V-Ray Default Denoiser сохранил больше мелких деталей, но и оставил больше шума. NVidia AI Denoiser лучше затер темные места, а Intel AI Denoiser - места с ярким освещением. |
V-Ray Default Denoiser также работает странно с отражениями, размывая детали сильнее, чем NVidia AI и Intel AI. Размытие происходит даже там, где шума не было с самого начала.
|
| В тестовой сцене при рендере с одинаковыми настройками, видно что V-Ray Default Denoiser размывает отражения. Разницы между NVidia AI и Intel AI практически нет. |
Также мы провели тесты V-Ray Standalone Denoiser, чтобы проверить действительно ли он выдает лучший результат в анимациях. Опять, заметной разницы увидеть мы не смогли. Неравномерность шума сохранялась во всех трех денойзерах, что приводит к бликам в сценах с большим количеством мелких источников света. При этом для использования V-Ray Standalone Denoiser сцену нужно рендерить в EXR или Vrayimage, а это тяжелые файлы. После денойза, результат будет пересохранен в этот же формат, который вам придется потом конвертировать перед использованием в видеоредакторе.
NVidia предлагает схожую функцию подмешивания шума соседних кадров - Temporal. В наших тестах большой разницы между видео, сделанными с и без этой функции, не было, но мы обнаружили неприятную особенность. Temporal использует предыдущий кадр, отрендеренный машиной, но на Мегарендер даже на самом бюджетном тарифе пользователю доступно сразу две видеокарты. Во время рендера эти видеокарты не обмениваются информацией, и Temporal использует кадры не последовательно, что приводит к появлению артефактов: смазыванию света и дублированию геометрии.
Денойз на Мегарендер
Из наших тестов следует:
-
NVidia AI Denoiser и Intel Open Image Denoise работают практически идентично как по скорости, так и по результату, но денойзер от Intel использует CPU, если на компьютере нет подходящей видеокарты.
-
Default V-Ray Denoiser выдает хороший результат только при рендере до более низкого уровня шума, чем для NVidia AI и Intel AI денойзеров.
-
Corona Denoiser справляется с шумом порою лучше, чем AI-денойзеры, но работает медленнее, что становится заметно в сценах с большим количество рендер-элементов.
При рендере в Corona используйте Corona Denoiser или Intel CPU AI Denoiser. Помните, что чем больше у вас рендер-элементов, тем дольше Corona High Quality будет их денойзить. Вы можете провести денойз на своем компьютере, чтобы сэкономить.
При рендере в V-Ray используйте Default V-Ray Denoiser или Intel Open Image Denoise. Для лучшего результата с Default V-Ray Denoiser придется рендерить дольше, плюс этот денойзер смазывает детали в отражениях. Intel Open Image Denoise показывает отличные результаты и позволяет рендерить быстрее, если вы используете Progressive (т.е. рендерите не бакетами, а пассами как в Corona).
Мы приняли решение не предоставлять доступ к NVidia AI Denoiser на Мегарендер, т.к. это приводит к переплате за видеокарту, которая большую часть времени рендера будет простаивать. Единственная опция, которая отличает его от Intel AI Denoise - Temporal - и вовсе не может быть использована на ферме, т.к. рендеринг кадров анимации идет непоследовательно сразу на нескольких компьютерах.
Если ваш проект был настроен под использование NVidia AI Denoiser, выберите Intel CPU AI Denoise/Intel Open Image Denoise вместо него.
—
Мы предлагаем новым пользователям ознакомиться с возможностями нашей онлайн рендер-фермы совершенно бесплатно. Для этого зарегистрируйтесь и получите приветственные 1000 минут во вкладке Бонусы в личном кабинете. По любым вопросам вы можете обращаться в наш чат тех-поддержки, мы работаем круглосуточно без перерывов и выходных.
