Chúng ta đều biết tụ quang (caustics) xuất hiện thường xuyên trong tự nhiên nhưng lại hiếm khi xuất hiện trong kết xuất hình ảnh. Tại sao vậy? Hiệu ứng này rất phức tạp, tốn nhiều thời gian và công sức để render nên các nghệ sĩ thường bỏ qua hoặc làm giả nó. Tuy nhiên, nó vẫn đóng một vai trò không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta và cũng làm cho các bản render của bạn trở nên chân thực và ấn tượng hơn. Trong bài viết này, chúng ta hãy tìm hiểu về tụ quang và cách kết xuất chúng với iRender nhé!

Tụ quang là một trong những hiện tượng ánh sáng đẹp nhất mà thiên nhiên ban tặng. Tụ quang là các kiểu ánh sáng được tạo ra khi các tia sáng tập trung thông qua sự phản xạ hoặc khúc xạ từ một bề mặt cong. Hãy tưởng tượng những mảng sáng bạn nhìn thấy trên sàn khi ánh sáng mặt trời xuyên qua cốc nước, ánh sáng lung linh dưới đáy bể bơi, hay thậm chí là những chùm ánh sáng từ cửa sổ chiếu vào môi trường bụi bặm – đó là hiệu ứng tụ quang. 

• • • Ánh xạ ảnh

Phương pháp này mô phỏng hành trình của các photon (hạt ánh sáng) qua một cảnh. Phát ra từ các nguồn sáng, các photon phản xạ xung quanh và tương tác với các bề mặt. Khi chúng gặp các bề mặt phản xạ hoặc khúc xạ, chúng tập trung thành các mẫu caustic có thể được kết xuất trong hình ảnh cuối cùng.

• • • Path Tracing

Path Tracing mô phỏng hành vi của ánh sáng bằng cách theo dõi đường đi của từng tia khi chúng tương tác với các bề mặt trong một cảnh. Khi các tia này gặp các bề mặt phản xạ hoặc khúc xạ, chúng có thể tạo ra các mẫu caustic. Bằng cách mô phỏng chính xác cách ánh sáng phản xạ và uốn cong, dò đường đi có thể tạo ra các hiệu ứng caustic cực kỳ chân thực, cùng với các hiện tượng chiếu sáng phức tạp khác như chiếu sáng toàn cục và bóng mờ.

• • • Ray Tracing

Ray Tracing rất giỏi trong việc mô phỏng cách ánh sáng tương tác với các bề mặt phản xạ và khúc xạ, tạo ra các hiệu ứng caustic chân thực. Bằng cách theo dõi đường đi của các tia sáng, nó có thể mô tả chính xác cách ánh sáng uốn cong và phản xạ, tạo ra các mẫu tuyệt đẹp mà bạn thấy trong caustic. Cho dù bạn đang làm việc trên một hình ảnh tĩnh hay một ứng dụng thời gian thực, dò tia là một công cụ mạnh mẽ để tạo ra hiệu ứng ánh sáng và tụ quang chân thực.

• • • Tương tác ánh sáng phức tạp

Kết xuất caustics liên quan đến việc theo dõi nhiều tia sáng khi chúng phản xạ, khúc xạ và phân tán trong một cảnh. Mỗi tia sáng phải được theo dõi khi nó tương tác với các bề mặt khác nhau, tạo ra các vùng sáng và tối đặc trưng của caustics. Không giống như phản xạ khuếch tán hoặc phản xạ gương tiêu chuẩn, có thể dự đoán được hơn, các hiệu ứng caustic phụ thuộc rất nhiều vào hình học cụ thể và các đặc tính vật liệu của các đối tượng liên quan.

Ví dụ, khi ánh sáng chiếu vào bề mặt kính cong, nó khúc xạ theo nhiều hướng, tạo ra một mẫu tiêu điểm cụ thể cho độ cong, độ dày và chiết suất của vật liệu. Việc nắm bắt sự phức tạp này đòi hỏi các kỹ thuật render tiên tiến như ánh xạ photon hoặc theo dõi đường đi, mô phỏng hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu đường đi của ánh sáng, làm tăng đáng kể khối lượng tính toán.

• • • Nhiều sample để giảm nhiễu

Một thách thức khác là nhiễu. Do bản chất ngẫu nhiên của mô phỏng ánh sáng trong dò tia, caustic thường có thể xuất hiện dạng hạt hoặc nhiễu nếu sử dụng không đủ mẫu. Cần có số lượng mẫu cao để giảm nhiễu và đạt được hiệu ứng caustic mượt mà. Tuy nhiên, việc tăng số lượng mẫu sẽ làm tăng thời gian kết xuất theo cấp số nhân.

Ví dụ, để giải quyết hiệu ứng caustic đơn giản có thể cần hàng trăm mẫu cho mỗi pixel. Trong các cảnh phức tạp với nhiều nguồn sáng và vật thể khúc xạ, số lượng mẫu cần thiết có thể tăng vọt, dẫn đến thời gian kết xuất cực kỳ dài, ngay cả trên phần cứng cao cấp.

• • • Cường độ tính toán và nhu cầu về tài nguyên

Do nhu cầu về số lượng mẫu cao và tính toán đường dẫn ánh sáng phức tạp, việc kết xuất caustic đòi hỏi rất nhiều tài nguyên. Điều này đặt ra thách thức đáng kể đối với các nghệ sĩ hoặc studio cá nhân có công suất tính toán hạn chế. Kết xuất có độ phân giải cao với các hiệu ứng caustic phức tạp có thể mất hàng giờ hoặc thậm chí nhiều ngày để hoàn thành trên một máy duy nhất, đặc biệt là khi sử dụng các kỹ thuật kết xuất chính xác về mặt vật lý như dò đường.

Nhu cầu tính toán thậm chí còn quan trọng hơn trong hoạt hình, nơi các hiệu ứng caustic phải được kết xuất nhất quán trên hàng trăm hoặc hàng nghìn khung hình. Duy trì cùng một mức độ chi tiết và giảm nhiễu trên tất cả các khung hình này có thể là quá sức đối với các thiết lập máy tính thông thường.

• • • Kết xuất phân tán hiệu quả

Trang trại kết xuất cung cấp giải pháp cho nhu cầu tính toán cao của kết xuất caustic bằng cách sử dụng mạng máy tính hiệu suất cao để phân phối khối lượng công việc. Quá trình xử lý song song này làm giảm đáng kể thời gian kết xuất, giúp các hiệu ứng caustic phức tạp trở nên khả thi. Chúng cho phép kết xuất hiệu quả bằng cách chia nhỏ các cảnh thành các tác vụ nhỏ hơn được xử lý đồng thời, điều này rất quan trọng đối với thời hạn gấp và các lần lặp lại sáng tạo.

• • • Truy cập vào các tài nguyên cao cấp

Trang trại kết xuất cung cấp quyền truy cập vào các tài nguyên cao cấp như GPU, CPU tiên tiến và lượng RAM lớn, rất cần thiết để xử lý các tập dữ liệu lớn và các phép tính phức tạp. Chúng cũng cung cấp các dịch vụ được thiết kế riêng để tối ưu hóa quy trình kết xuất, đảm bảo đầu ra chất lượng cao và kịp thời.

• • • Giải pháp tiết kiệm chi phí

Trang trại kết xuất cho phép các nghệ sĩ “thuê” sức mạnh xử lý theo từng dự án, tránh được các khoản đầu tư phần cứng đáng kể. Chúng tích hợp liền mạch với phần mềm 3D phổ biến, giúp các nghệ sĩ ở mọi cấp độ có thể tạo ra các hiệu ứng caustic tuyệt đẹp mà không bị giới hạn bởi phần cứng của họ.

• • • Tập trung vào sự sáng tạo

Bằng cách sử dụng render farm, các nghệ sĩ có thể dành nhiều thời gian hơn để tập trung vào các quyết định sáng tạo thay vì chờ đợi thời gian render dài. Điều này cho phép lặp lại và tinh chỉnh nhiều hơn, dẫn đến kết quả cuối cùng tốt hơn. Hiệu quả đạt được thông qua render farm cho phép các nghệ sĩ hoàn thiện hiệu ứng caustic và chất lượng cảnh tổng thể của họ.

Sử dụng iRender để kết xuất Caustics mang lại nhiều lợi ích. Trước hết, iRender cung cấp hiệu suất cao với khả năng kết xuất mạnh mẽ. Nó được tối ưu hóa cho Caustics, đảm bảo kết quả chất lượng cao và chân thực. Mức hiệu suất này rất cần thiết để đạt được các mẫu Caustic được xác định rõ ràng trong kết xuất của bạn. Bạn có thể xem các gói của chúng tôi và cấu hình của chúng tại đây.

iRender cho phép các giải pháp kết xuất có thể mở rộng, phù hợp với cả các dự án riêng lẻ và sản xuất quy mô lớn. Ngoài ra, iRender còn dễ sử dụng. Giao diện và công cụ thân thiện với người dùng của nó giúp đơn giản hóa quy trình kết xuất, cho phép các nghệ sĩ tập trung vào sự sáng tạo của họ thay vì các chi tiết kỹ thuật. Ngoài ra, bằng cách tận dụng các tài nguyên đám mây, iRender có thể giảm nhu cầu đầu tư phần cứng đắt tiền. Điều này giúp kết xuất chất lượng cao dễ tiếp cận và giá cả phải chăng hơn đối với các nghệ sĩ và studio.

Bạn có thể xem các video thử nghiệm của chúng tôi với RTX 4090 trên máy chủ của chúng tôi.

Tháng này, chúng tôi cung cấp ưu đãi tốt nhất để khởi động dự án của bạn. Đừng bỏ lỡ! ĐĂNG KÝ NGAY!

Nếu bạn có bất kỳ vấn đề hoặc câu hỏi nào, đừng ngần ngại liên hệ với nhóm hỗ trợ 24/7. Chúng tôi luôn sẵn lòng trợ giúp bạn với giải đáp mọi thắc mắc.

Để biết thêm thông tin chi tiết, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua Live chat 24/7 hoặc Zalo:  +(84) 915875500 hay Email: [email protected]

iRender – Happy Rendering!

Nguồn tham khảo: chaos.com