Tối ưu hóa Path Tracing để tăng tốc render trên Octane (phần 1)

Octane là một unbiased render engine render trên thời gian thực do Otoy phát triển. Trình kết xuất này rất phổ biến trong ngành công nghiệp motion design trong một thời gian khá dài. Nó là một trình kết xuất dựa trên GPU giúp xử lý các thuật toán nặng về bộ xử lý một cách dễ dàng và được coi là một trong những plugin phần mềm kết xuất thời gian thực nhanh nhất trên thị trường cho đến nay. Hôm nay, mục đích của bài viết này là để giới thiệu cho bạn các cài đặt Path Tracing Kernel và xem cách xử lý chúng để tăng tốc thời gian kết xuất. Bài viết này được viết bằng cách sử dụng phiên bản Cinema 4D của Octane, nhưng các cài đặt gần như là giống nhau cho dù bạn đang sử dụng DCC nào.

• Bước 1. Thiết lập: Chuyển đến Path Tracing. Bắt đầu với một cài đặt trước tùy chỉnh tốt. Low samples  (128 hoặc 256), igh depth bounces(16/16/8), low GI clamp(16), không có hậu kỳ như denoiser, mọi thứ đang ở mặc định.
• Bước 2. Xây dựng: Kết hợp cảnh của bạn lại với nhau – giữ Live Viewer ở chế độ tắt trong hầu hết các phần, bỏ tạm dừng nó liên tục để xem bạn đang làm gì.
• Bước 3. Rough Pass: Sau khi bối cảnh đã hoàn thành và bạn biết loại ánh sáng và vật liệu mình sẽ sử dụng, hãy điều chỉnh kernel settings. Nâng các samples lên một chút để hiểu rõ hơn về cảnh trông như thế nào, giảm depth bounces cho đến khi nó bắt đầu ảnh hưởng đến phản xạ / khúc xạ / sss, điều chỉnh GI clamp (xem bạn có thể loại bỏ 1 hoặc 2 hay không). Sử dụng vùng hiển thị trong các khu vực cụ thể nếu cảnh của bạn phức tạp và bạn muốn điều tra tác động của các cài đặt trên chỉ một khu vực. Tại thời điểm này, hình ảnh của bạn sẽ giống như những gì bạn muốn trong khi vẫn hiển thị trong một khoảng thời gian hợp lý, nhưng nó vẫn có thể bị nhiễu.
• Bước 4. Tinh chỉnh: Nếu có vấn đề lạ không được giải quyết, hãy kiểm tra phần Cài đặt Tinh chỉnh Khác của tài liệu này để xem có cài đặt cụ thể nào cần điều chỉnh hay không.
• Bước 5. Sử dụng AI: Thử Denoiser và / hoặc upsampler – đảm bảo rằng bạn có đủ mẫu để tạo đủ dữ liệu cho chúng hoạt động bình thường. Nó có thể hữu ích hoặc không tùy thuộc vào cảnh của bạn. Cũng bắt đầu đưa vào các Post effects nếu cần như Bloom / Glare.
• Bước 6. Tinh chỉnh và kết thúc: Từ từ đưa các samples lên (hoặc xuống nếu denoiser và / hoặc upsampler đang hoạt động tốt) cho đến khi bạn tìm thấy sự cân bằng giữa chất lượng hình ảnh và tốc độ mà bạn hài lòng. Dành nhiều thời gian hơn để tinh chỉnh nếu bạn có hoạt ảnh – mỗi giây bạn thực hiện được nhân với số khung hình bạn phải kết xuất.  

Bây giờ bạn đã có cái nhìn tổng quan về quy trình, hãy đi sâu vào và khám phá thêm các cài đặt.

Kernels là các phương thức Octane sử dụng để kết xuất các cảnh. Trong bài viết này, có ba loại chính – Direct Lighting, Path Tracing, và PMC. Ngoài ra còn có các Info Channels (Color, Alpha, v.v.) chủ yếu để tổng hợp. Chúng ta sẽ tập trung vào Path Tracing trong hướng dẫn này. Điều thú vị là nhiều cài đặt Path Tracing cũng có trong Direct Lighting và PMC và hoạt động theo những cách tương tự, vì vậy điều này sẽ giúp bạn dễ dàng chọn những cài đặt đó sau này khi bạn thấy cần.

Bạn có thể chuyển đổi các kernels  trong cài đặt (thanh màu xám nhạt ở trên cùng của phần Kernel section là một menu thả xuống) hoặc trong Live Viewer (menu thả xuống ở bên phải thường cho biết DL hoặc PT).

Hãy chia chúng thành ba nhóm. Đầu tiên là những thứ thực sự quan trọng trong bất kỳ cảnh nào (Max samples, Depth, GI Clamp). Nhóm này cần phải được giải thích chi tiết nhất. Tiếp theo là các cài đặt phụ trong phần Cài đặt Tinh chỉnh Khác chỉ áp dụng cho một số cảnh nhất định (Ray epsilon, Coherent ratio, v.v.). Cuối cùng, có một nhóm cài đặt mà chúng ta sẽ không đề cập đến vì không áp dụng trực tiếp cho tốc độ / chất lượng kết xuất (AO distance, Light IDs, v.v.).

Max Samples có lẽ là cài đặt quan trọng nhất khi nói đến chất lượng so với tốc độ render. Một sample là một bản lớp vẽ để tạo ra thông tin hình ảnh. Nếu bạn nghĩ về nó giống như một cách vẽ bằng bút chì truyền thống, thì bước đầu tiên sẽ là một loạt các đường phác thảo siêu nhanh, thô ráp, hầu như chỉ xác định hình dạng và vị trí của các đối tượng trong bố cục. Bạn có thể biết bản vẽ sẽ như thế nào, nhưng nó sẽ không đẹp. Nghệ sĩ thực hiện càng nhiều passed, hình ảnh càng được xác định rõ ràng, nhưng sẽ mất nhiều thời gian render hơn. Sau vài trăm passes bản vẽ sẽ bắt đầu trông giống như thật.

Số lượng sample cần thiết hoàn toàn dựa trên số lượng và loại phép tính bạn đang yêu cầu GPU của mình thực hiện cũng như khả năng chịu nhiễu. Quay trở lại với cách vẽ bằng bút chì, nếu họa sĩ đang vẽ một chiếc hộp đơn giản trong một căn phòng có ánh sáng đồng đều, có lẽ cô ấy sẽ không cần tốn quá nhiều thời gian cho mỗi lần vẽ, hoặc xem đi xem lại quá nhiều lần trước khi nó trông đẹp.

Tương tự như vậy, nếu bạn có một vài đối tượng bằng vật liệu đơn giản được chiếu sáng chỉ bằng HDRI, bạn có thể lấy ngay 4 hoặc 16 sample và nó sẽ trông đẹp và có thể chỉ mất vài giây. Nếu bạn có một cảnh lớn với nhiều kính bị tán xạ hoặc phân tán và ánh sáng phức tạp, có thể bạn cần tơi vài nghìn sample, mỗi sample mất vài giây để tính toán. 256 mẫu trong cảnh phức tạp này sẽ mất nhiều thời gian hơn để hiển thị so với 8192 mẫu trong cảnh đơn giản. Lưu ý là, đừng quá bận tâm vào con số – nó chỉ liên quan đến cảnh cụ thể mà bạn đang làm việc.

Số lượng sample lớn nhất mặc định là 16.000. Đối với mục đích sử dụng chung, bạn hiếm khi cần nhiều như vậy, và điều đó khiến mọi thứ trở nên cực kỳ chậm chạp. Bạn có thể xem số lượng sample sắp xếp trong Live Viewer và quyết định dừng nó khi nó trông đủ đẹp. Vấn đề là, nếu bạn không thay đổi nó trước khi chuyển sang Trình xem ảnh, nó sẽ hiển thị tất cả 16.000 mẫu trong số đó khi một vài trăm mẫu đã đủ. Nó sẽ tiếp tục tinh chỉnh và tinh chỉnh hình ảnh mà khoont tạo ra bất kì sự khác biệt nào đối với mắt bạn. Một giờ rưỡi sau, bạn sẽ bắt đầu tự hỏi tại sao mọi người lại say sưa về kết xuất GPU.

Một chiến lược tốt hơn là đặt các sample ở mức thấp khi bắt đầu quy trình của bạn để bạn có đủ ý tưởng tốt về cách cảnh phim đang tiến triển. Sau đó, thay đổi tất cả các cài đặt khác có tác động lớn đến số lượng sample bạn sẽ cần, sau đó quay lại các mẫu và nâng chúng lên cho đến khi cảnh trông đủ đẹp.

Diffuse, Specular và Scatter Depth liên quan đến số lần một tia sáng sẽ bật ra hoặc bên trong một vật thể. Những điều này có thể ảnh hưởng đáng kể đến giao diện và tốc độ kết xuất. Thực sự là một chiến lược tốt để giữ những con số này cao ngay từ đầu và sau đó hạ xuống khi cảnh của bạn trở nên hoàn thiện hơn, bởi vì chúng có thể thay đổi hoàn toàn giao diện của cảnh của bạn nếu chúng quá thấp và điều đó có thể dẫn đến hàng giờ cố gắng điều chỉnh vật liệu hoặc ánh sáng để cải thiện kết xuất của bạn khi tất cả những gì bạn thực sự cần làm là tăng một trong những thanh trượt này.

Hầu hết thời gian, Diffuse Depth không tạo ra nhiều sự khác biệt về chất lượng khi bạn vượt qua 4. Những thay đổi rất nhỏ và thời gian kết xuất có thể tăng lên. Octane mặc định là 16, thường là quá cao đối với hầu hết các trường hợp. Khi cảnh của bạn đã hoàn thành khá tốt, bạn thường có thể giảm mức này xuống khoảng 4 để loại bỏ bớt thời gian kết xuất.

Một ngoại lệ đáng chú ý là nếu bạn có Scattering type Medium (tán xạ thường xuyên hoặc đi bộ ngẫu nhiên) trong  Diffuse Transmission material. Độ sâu khuếch tán đột ngột tạo ra sự khác biệt đáng kể về cả thời gian kết xuất và giao diện của hình ảnh. Đây vẫn là Diffuse Depth mà chúng ta đang nói đến ở đây – cũng có Scattering Depth mà chúng ta sẽ đi đến trong giây lát. Hiện tại, chỉ cần cố gắng giảm tất cả những con số này xuống thấp nhất có thể mà không ảnh hưởng đến vẻ ngoài của cảnh.

Specular Depth kiểm soát lượng ánh sáng phát ra từ hoặc thông qua các vật liệu loại đặc biệt. Điều này thực sự có thể ảnh hưởng đến giao diện hình ảnh của bạn, đặc biệt nếu bạn có nhiều thứ phản chiếu lẫn nhau hoặc nhiều tấm kính chồng lên nhau. Nếu con số này không đủ cao, các phản xạ cấp độ 4, 5, 6 … vv sẽ chỉ toàn một màu đen.

Như bạn có thể thấy ở trên, với giá trị là 1, gần như tất cả các phản xạ bị bôi đen. Với hai, hầu hết là màu đen. Ở mức 4 là có thể chấp nhận được, và ở mức 8 trở lên, nó trông rất tuyệt. Bắt đầu từ 8 – nếu các phản xạ bôi đen có thể nhận thấy được, hãy bắt đầu tăng tốc. Nếu nó có vẻ ổn, hãy bắt đầu giảm nó xuống cho đến khi nó không ổn và có ngưỡng của bạn (cho đến khi bạn thêm nhiều thứ để phản ánh).

Với sự khúc xạ trong Transmissive material (như thủy tinh), có một sự khác biệt khá lớn về giao diện giữa 8 và 16 lần bounces. 8 hầu như không sử dụng được trong trường hợp này. Bạn thậm chí có thể lên cao hơn 16 (và có thể cần) nếu bạn có nhiều mảnh thủy tinh trong cảnh của mình.

Như tên của nó, bạn sẽ gặp rắc rối với điều này khi bạn đang sử dụng Scattering Medium trong vật liệu, hoặc fog volume. Nó không ảnh hưởng đến cảnh nếu bạn không có tán xạ hoặc sương mù, vì vậy bạn có thể để nó ở chế độ mặc định trong trường hợp này và nó sẽ không thêm bất kỳ thời gian nào.

Sự khác biệt giữa 1 và 2 ở đây là khá đáng chú ý – không có nhiều màu xanh xuất hiện. Chỉ khi bạn lên 4 thì nó mới bắt đầu trông thực sự tốt. 8 là tốt hơn một chút – có lẽ đáng để kết xuất cho một bức ảnh tĩnh, có lẽ không phải cho hoạt ảnh.

GI là viết tắt của Global Illumination, và điều đó một lần nữa đề cập đến lượng ánh sáng dội lại xung quanh một cảnh. Đây là thiết lập khá kỹ thuật, nhưng cài đặt mặc định 1.000.000 thường là quá cao và nó có thể có tác động khá lớn đến tốc độ kết xuất. Thông thường, bạn có thể nhận được giá trị là 1 (vâng, một), nhưng đôi khi bạn phải tăng cao hơn một chút, nhưng thường không cao hơn 32.

Như bạn có thể thấy, nó thực sự nhiễu trong cảnh này khi GI Clamp ở mức mặc định là một triệu, nhưng khi bạn giảm nó xuống phạm vi các con số hợp lý, nó ngày càng tốt hơn, cho đến khi nó khá trong ở mức 1 (với cùng một số lượng mẫu!). Các giá trị từ 100.000-1.000.000 trông giống nhau cho cảnh cụ thể này.

Vậy tại sao nó không luôn được đặt thành 1? Chà, bởi vì một số hiệu ứng nhất định – đặc biệt là những hiệu ứng có nhiều ánh sáng phụ – bị ảnh hưởng khá nhiều khi điều này được đặt quá thấp.

Đây là hiệu ứng mà chỉ GI Clamp có trên vật liệu Scattering Medium nơi ánh sáng phản xạ xung quanh bên trong vật thể. Nó mất rất nhiều khi nó giảm xuống dưới 8, nhưng sau đó sự khác biệt giữa 8 và một triệu là không có gì đáng kể trong cảnh này. Theo nguyên tắc chung, Bắt đầu GI Clamp ở 16, và sau đó hầu như luôn luôn điều chỉnh nó xuống, đặc biệt nếu bạn thấy nhiều noise lốm đốm. Nếu bạn đang thực hiện nhiều tán xạ hoặc khúc xạ, sẽ đáng xem nếu đưa nó lên đến 32 hoặc hơn sẽ giúp ích cho giao diện và sau đó chỉ cần sử dụng một phương pháp khác (loại bỏ hot pixel removal hoặc denoiser) để giải quyết noise.

(Cài đặt Camera Imager> tab Imager): Fireflies, hay hot pixels, khá phổ biến trong các công cụ kết xuất. May mắn thay, có một số cách để sửa chúng trong Octane. GI Clamp thường là kẻ phạm tội lớn nhất, vì vậy đó luôn là điều đầu tiên cần thử. Đôi khi denoiser sẽ đảm nhận việc mà CG Clamp không làm được. Nếu bạn có hàng tấn đèn nhỏ hoặc đèn gần trần trong nội thất, thì ánh sáng AI sẽ là một điều tốt để thử.

Sau đó là Hot Pixel Removal. Đây là hiệu ứng hậu kỳ, đó là lý do tại sao nó nằm trong cài đặt Camera Imager thay vì cài đặt Kernel. Quá trình xử lý nhanh chóng và bạn không phải kết xuất lại để xem kết quả, cả hai đều luôn được hoan nghênh. Vì lý do nào đó, thanh trượt này bắt đầu từ 1 và bạn trượt nó xuống để loại bỏ các điểm ảnh nóng. Điều này cũng giết chết chi tiết nếu bạn đi quá thấp, vì vậy hãy cẩn thận. Bạn có thể thử ở khoảng .7 hoặc .5

Vậy là kết thúc phần 1 về chủ đề Tối ưu hóa theo dõi đường dẫn ngày hôm nay. Mong rằng với những thông tin cơ bản đó, bạn đã có thể có cái nhìn tổng quát và hiểu rõ hơn về việc tối ưu hóa truy tìm đường dẫn trên Octane cho C4D. Và đừng quên theo dõi phần hai của chúng tôi, phần này sẽ bao gồm những nội dung liên quan đến việc tận dụng Trí tuệ nhân tạo – Cài đặt Máy ảnh. Ngoài ra, iRender còn cung cấp dịch vụ cho thuê máy cấu hình cao giúp bạn tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình dựng hình và render. 

 iRender luôn cập nhật những mẫu card mới nhất của NVIDIA như RTX 3080, RTX 3090 với VRAM từ 10GB đến 24GB đáp ứng hoàn toàn cho phần mềm tận dụng sức mạnh của nhiều card GPU.  Bên cạnh đó, chúng tôi cung cấp cho khách hàng bộ vi xử lý mạnh mẽ Intel Xeon W-2245 @ 3,90GHz / AMD Ryzen Threadripper Pro 3955WX @ 3,90GHz và SSD 512 GB – 1 TB. Thật là một lựa chọn tuyệt vời nếu dự án của bạn yêu cầu một CPU siêu mạnh mẽ. Với các máy chủ mạnh mẽ nêu trên (1/2/4/6 x RTX 3090) và sự kết hợp NVLink, iRender mang đến cho người dùng Octane sức mạnh, hiệu suất và khả năng kết xuất chưa từng có ở bất cứ nơi nào hay tại thời điểm nào bạn cần. iRender có thể tự hào tuyên bố rằng chúng tôi là một trong những trang trại kết xuất phù hợp nhất cho Cinema 4D Octane. Hãy xem thử nghiệm kết xuất với dự án Octane tại iRender:

Vì vậy, đừng chần chừ nữa, hãy trở thành thành viên của cộng đồng iRender ngay hôm nay để nhận COUPON MIỄN PHÍ và trải nghiệm dịch vụ của chúng tôi. Luôn đi đầu trong công nghệ đồ họa tiên tiến, chúng tôi kết xuất, sáng tạo là của bạn!

iRender – Happy Rendering!

Nguồn tham khảo: Scott Benson trên otoy.com