MicroStation Hilfe

Registerkarte "Ray Tracer"

Allgemeiner Abschnitt



EinstellungBeschreibung
Ausgabekanäle Ermöglicht die Auswahl einer Renderausgabe. Bei Aktivierung rendert das Rendermodul einen separaten Kanal für die ausgewählten Kanäle. Nach Abschluss des Renderings können Sie die Speicheroption im Renderdialog verwenden, um die ausgewählten Kanäle werden in Dateien zu speichern..
Bemerkung: Farbe & Alpha wird beim Ray Tracing immer gerendert und ist immer für alle Render-Einstellung des Ray Tracing aktiviert.
Kanäle, die in nachstehender Abbildung rot markiert sind, werden vom Path Tracer nicht unterstützt:


Reflexion Legt fest, wie die Reflexionsstrahlen in einem Ray Trace-Rendering verfolgt werden.
  • Reflexionstiefe - Diese Einstellung bestimmt, wie oft eine Reflexion gesehen wird. Stellen Sie sich beispielsweise ein Kaleidoskop vor, das mit einer Reihe von Spiegeln geometrische Muster erkennen lässt.




    Oben: Reflexionstiefe = Keine | Unten: Reflexionstiefe = Vier

Lichtbrechung Legt fest, wie die Lichtbrechungsstrahlen in einem Ray Trace-Rendering verfolgt werden.
  • Lichtbrechungstiefe - Steuert die Anzahl der transparenten Flächen, die ein Lichtbrechungsstrahl durchläuft, bevor er beendet wird. Eine modellierte Glasscheibe mit einer bestimmten Stärke würde aus zwei transparenten Flächen und einer Lichtbrechungstiefe von 2 bestehen. Analog dazu wäre eine Lichtbrechungstiefe von 4 erforderlich, um einen Lichtstrahl durch eine exakt modellierte Glasflasche verlaufen zu lassen. Wenn Sie zwei Flaschen in einer Linie anordnen, müsste die Lichtbrechungstiefe 8 betragen, um durch beide Flaschen hindurchzusehen. Durch Hinzufügen einer Flüssigkeit würden zwei weitere Transparenzebenen hinzugefügt, was bedeutet, dass die Lichtbrechungstiefe 12 betragen müsste, um durch zwei Flaschen hindurchsehen zu können, die eine Flüssigkeit enthalten. Wenn die Lichtbrechungstiefe zu niedrig eingestellt ist, ergeben sich schwarze Pixel, in denen der gebrochene Strahl vorzeitig beendet wird. In den unten stehenden Renderings sehen Sie, wie sich die Einstellungen der Lichtbrechungstiefe auf das Rendering auswirken. In diesem Testfall benötigen Sie eine Lichtbrechungstiefe von 12 oder höher, um zu vermeiden, dass die gebrochenen Strahlen vorzeitig beendet und in schwarzen Pixeln dargestellt werden.








    Von oben nach unten: Lichtbrechungstiefe = 5,8,12,16

Strichtoleranz Steuert die Anzahl an Dreiecken, in die gekrümmte Oberflächen vor dem Rendern aufgeteilt werden. Kleinere Werte liefern gleichmäßigere Ergebnisse, allerdings auf Kosten der Render-Zeit. Strichtoleranz kann in Pixeln oder physischen Einheiten angegeben werden. Die Strichtoleranz kann als Abstand in Metern oder Pixeln eingestellt werden. Bei Einstellung in Pixeln sind die Ergebnisse ansichtsabhängig, d. h. wenn sich die Kamera zum Render-Zeitpunkt näher an der gekrümmten Oberfläche befindet, führt dies zu einer feineren Strichtoleranz als wenn sich die Kamera weiter entfernt befindet.


Von links nach rechts: Strichtoleranz = 5, 0,5, 0,1

Feldtiefe Bei Aktivierung wird die Kameraunschärfe zur Nachahmung der Feldtiefe verwendet. Dies erfolgt als Nachbearbeitung mit sehr wenig Aufwand. Der Fokuspunkt basiert auf der Brennweite und ist die Entfernung vom Bezugspunkt zum Kameraobjekt.
Unscharf Zeigt den Grad der Unschärfe an, der bei aktivierter Feldtiefe angewendet wird. Werte können über 100 % liegen.
Unscharf-Rendering-Verfahren Verfügbare Optionen: Verteiltes Ray Tracing, Hybrid 2.5D und Fast Hybrid 2.5D.
  • Verteiltes RayTracing - Wird zum Rendern von Bewegungsunschärfe und Feldtiefe verwendet. Bei dieser Methode handelt es sich um einen physikalisch exakten Ansatz, der mit zunehmender Anzahl von Abtastungen pro Pixel in Richtung der genauen Lösung konvergiert.
  • Hybrid 2.5D - ist eine absolut rauschfreie Methode mit erheblich kürzerer Berechnungszeit. Die Berechnungszeit hängt nur in geringem Maß von der Komplexität der Szene ab.
    Bemerkung: Aufgrund der Funktionsweise dieses Algorithmus ist Hybrid 2.5D nicht mit Netzwerk-Rendering kompatibel. Die Unschärfemethode für verteiltes Ray Tracing wird bei Aktivierung des Netzwerk-Renderings erzwungen.
  • Fast Hybrid 2.5D - Verwendet einen neuen Algorithmus für die Generierung der Tiefenschärfe. Das Prinzip basiert auf Bildunschärfe wie Hybrid 2.5D, verwendet jedoch einen schnelleren Farbverteilungsalgorithmus und funktioniert in Verbindung mit verteiltem Ray Tracing. In der Regel sind mehrere Durchläufe erforderlich, um das verteilte Ray Tracing-Rauschen vollständig zu glätten. Systematisches Antialiasing von Objekten ist in Fast Hybrid 2.5D integriert. Daher werden Antialiasing-Einstellungen mit den Einstellungen der Feldtiefe verbunden. Das bedeutet, dass nur systematisches Antialiasing verfügbar ist und die Mindestanzahl von Strahlen pro Pixel gleich der Anzahl der Feldtiefendurchläufe ist (bei Änderung eines Werts werden beide Werte geändert).




Kameraprojektion Optionen: "Aus Ansicht", "Sphärisch" und "Zylindrisch". Zum Rendern von Panoramabildern können Sie zylindrische oder sphärische Bilder mit einem empfohlenen Seitenverhältnis von 2:1 verwenden, z. B. 5000 x 2500 oder 10000 x 5000 Pixel.
Schatten Bei Auswahl werden Schatten gerendert.
Standardbeleuchtung ignorieren Bei Aktivierung wird die Standardbeleuchtung ignoriert.
Geöffnete Elemente und Text ignorieren Bei Aktivierung wird das Rendern von Text und offenen Elementen verhindert. Standardmäßig ist diese Option aktiviert.
Schimmer in Materialien ignorieren Bei Aktivierung wird das "schimmernde" Material in der DGN beim Rendern ignoriert. Dadurch wird die Render-Zeit verkürzt.
Geometrie-Außenansicht rendern Bei Aktivierung wird sichergestellt, dass die gesamte Szene an das Rendermodul gesendet wird. Wenn diese Option nicht aktiviert ist, wird möglicherweise eine Geometrie hinter der Kamera nicht gerendert. Geometrie, die sich in der Blickpyramide der Kamera befindet, wird immer eingeschlossen.
Physikalisch exakte Kaustiken berechnen Bei Aktivierung rendert das Rendermodul Kaustikeffekte. Die Genauigkeit der Brennlinien kann verbessert werden, indem die Anzahl der verwendeten Kaustikphotonen erhöht wird.




Oben: Ohne Kaustiken | Unten: Mit Kaustiken

PBR-Materialien als Legacy-Entsprechung rendern Bei Aktivierung werden PBR-Materialien in Legacy konvertiert und zur Render-Zeit an den Ray Tracer gesendet.

Antialiasing-Bereich

Antialiasing ist eine Methode zur Reduzierung von Treppeneffekten (Pixelisierung) an Kanten von Objekten oder Texturen. Aliasing tritt sowohl entlang der Objektgrenzen als auch entlang von scharfen Farbübergängen in Texturen (Texture Maps) auf. Antialiasing von Objekten verbessert mehrfach wiederholte Abtastung jeden einzelnen Pixels die Feinheit des Bilds.


EinstellungBeschreibung
Anti-Aliasing-Strategie Hier können Sie steuern, wie die verschiedenen Antialiasing-Abtastungen in das endgültige Pixel einfließen:
  • Automatisch - Rendering verwendet für jedes Szenario die am besten angepasste Strategie und zwar die Methode „Scharf“ zum Rendern von Standbildern und die Methode „Weich“ zum Rendern von Animationen.
  • Klar - Der Renderer erzeugt Bilder mit den schärfsten Details, allerdings ist möglicherweise eine manuelle Erhöhung der Anzahl der Unterstrahlen nötig, um Rauschen in den Renderings zu beseitigen.
  • Scharf - ideal für Standbild-Renderings. Hierbei werden relativ scharfe Ergebnisse erzielt und Rauschen zugleich effizient beseitigt.
  • Weich - eine leicht unscharfe Filtermethode (und folglich mit weniger Rauschen), die sich in der Regel besonders zum Rendern von Animationen eignet.
  • Unscharf - Ergibt unscharfe Ergebnisse, die für bestimmte Animationstypen geeignet sein können.
Min. Abtastung bei Anti-Aliasing Steuert die Anzahl der Strahlen, die ursprünglich innerhalb eines Supersampling-Pixels gesendet wurden. Wenn das Rendermodul feststellt, dass mehr Antialiasing-Strahlen erforderlich sind, sendet es so lange neue Strahlen, bis die Gesamtzahl der für dieses Pixel gesendeten Strahlen den Wert der Einstellung "Antialiasing Max.Abtastungen" erreicht.
Anti-Aliaing-Qualität Steuert, wie das Rendermodul nach der Berechnung des ersten Stapels entscheidet, ob mehr Strahlen erforderlich sind oder nicht. Je höher die Einstellung ist, umso öfter werden Unterstrahlen in Pixel gesendet. Dies ist ein farbbasiertes Antialiasing: Wenn die Farbdifferenz zwischen dem aktuellen Pixel und den benachbarten Pixeln kleiner ist als der Schwellenwert (Kontrasteinstellung), wird Antialiasing angewendet. Mit anderen Worten: Wenn Sie diesen Wert erhöhen, reagiert der Renderer empfindlicher auf Farbunterschiede in der Pixelumgebung, um zu bestimmen, ob neue Unterstrahlen berechnet werden müssen. Dies wird auf alle Pixel in der Szene angewendet.
Qualität der Geometrie

Dies ist eine kantenbasierte Antialiasing-Einstellung. Hierbei werden Objekt-IDs und Tiefe geprüft. Dadurch wird die Empfindlichkeit des Renderers gegenüber Geometrieabweichungen in der Umgebung der einzelnen Pixel erhöht. Wenn Sie diesen Wert beispielsweise auf 100 % und den Kontrast auf 0 % setzen, erhalten nur die Kanten der Objekte mehr Strahlen. Wolken und glatte Teile von 3D-Objekten erhalten kein Antialiasing (auch nicht gewellte Wasseroberflächen). Wenn Sie den Kontrast hingegen auf 100 % setzen, erhöht die Geometrieeinstellung die visuelle Qualität des Renderings nicht. Die Geometrie-Einstellung ermöglicht eine manuelle Optimierung, um zu vermeiden, dass Unterstrahlen ans Stellen neu berechnet werden, wo sie nicht benötigt werden.

Je höher diese drei Einstellungen gewählte werden, umso besser ist die Qualität, allerdings auf Kosten längerer Render-Zeiten. In nachstehender Abbildung wurde das linke Rendering mit deaktiviertem Antialiasing und das rechte Rendering im Modus "Außen Extrem" mit den Einstellungen Min.Abtastung 4, Max.Abstastung 32 und Antialiasing-Qualität 90% erzeugt.





Oben: Antialiasing = Aus | Unten: Antialiasing = Extrem

Gleichmäßiges Subpixel-Sampling Bei Aktivierung werden die Strahlen im ersten Stapel der Unterstrahlen für alle Pixel im Bild gleich platziert. Wenn diese Option nicht aktiviert ist, werden in jedem Pixel willkürlich Unterstrahlen ausgegeben.
Texturfilterung

Steuert den Grad der automatischen Unschärfe, die auf Materialien in der Szene angewendet wird. Mit dieser Einstellung können Sie die allgemeine „Schärfe“ des Renderings steuern. Für optimale Ergebnisse sollte diese Einstellung zusammen mit der Antialiasing-Strategieeinstellung verwendet werden (siehe oben). Die Texturfilterung wird standardmäßig durch die Render-Einstellungen „Innen besser“ und „Außen besser“ über die Voreinstellungen „Extremes Rendering“ aktiviert.

Bei Textur-Maps erzeugt die Software automatisch Versionen der Bilder mit niedrigerer Auflösung und verwendet diese bei Betrachtung aus größerer Entfernung anstelle der Textur-Maps der ursprünglichen Auflösung.

Bemerkung: Beim Rendern von Animationen wird empfohlen, einen gewissen Grad an Texturfilterung zu verwenden.

Globale Beleuchtung

In diesem Abschnitt können Sie verschiedene Einstellungen ändern, die vom Ray Tracer verwendet werden und sich auf die globale Beleuchtung auswirken, einschließlich des verwendeten globalen Beleuchtungsmodells. Das VUE-Rendermodul von MicroStation verwendet drei Beleuchtungsmodelle. Globales Umfeld, Absorption des Umgebungslichts und Globale Radiosität.

Jeder Punkt der Szene empfängt Licht von der Sonne, vom Himmel sowie von der Umgebung (Himmel und umliegende Objekte). Die verschiedenen Beleuchtungsmodelle unterscheiden sich dadurch, wie sie die von der Umgebung kommende Lichtmenge einschätzen.



EinstellungBeschreibung
Globales Umfeld Berücksichtigt die Farbe des Himmels in alle Richtungen. Infolgedessen nehmen Teile der Szene, die blauem Himmel zugewandt sind, blaue Lichtschattierungen an, während andere Teile, die rotem Himmel zugewandt sind, rote Lichtschattierungen annehmen.
Absorption des Umgebungslichts Betrachtet jeden Punkt am Himmelsgewölbe als eine kleine Lichtquelle. Strahlen werden zu jeder dieser Lichtquellen verfolgt, um zu sehen, ob das Licht durch ein benachbartes Objekt verdeckt wird oder nicht.
Globale Radiosität Verbreitet Licht in der Szene weiter, anstatt - wie im Model Absorption des Umgebungslichts - Schatten weiterzugeben. Bei diesem Modell geben Objekte, die Licht ausgesetzt sind, einen Teil dieses Lichts entsprechend den optischen Eigenschaften ihrer Oberfläche in alle Richtungen ab. Das Licht wird also wiederholt quer durch die Szene „geworfen“, wie es auch in der wirklichen Welt der Fall wäre. Folglich erhält jeder Punkt in der Szene Licht von allen anderen Objekten in der Szene.
Bemerkung: Bei Verwendung von Radiosität können Materialien, die eine Farbintensität besitzen oder einen nicht standardmäßigen Anteil (60:40) an diffusem Umgebungslicht aufweisen, unerwünschte Lichteffekte verursachen. Diese Materialien müssen ggf. angepasst werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen.
  • Indirektes Himmelslicht - VUE bewertet die Menge des Himmelslichts, das die einzelnen Objekten empfangen und auf die anderen Objekte in der Szene zurückwerfen. Wenn diese Option nicht ausgewählt ist, wird die Farbe des Umgebungslichts verwendet, anstatt den indirekten Beitrag des Oberlichts zu berechnen.
  • Indirekte Atmosphären - Berücksichtigt bei der Berechnung der indirekten Beleuchtung das Licht, das von Wolken auf die Objekte in der Szene reflektiert wird.
  • Für Rendern im Freien optimieren - Hierbei geht VUE davon aus, dass eine unendliche Außenlandschaft gerendert wird. Mit dieser Option wird die Abfolge der Berechnungen indirekter Radiosität verringert und damit der Beitrag der stark indirekten Beleuchtung effektiv ignoriert, wodurch ein schnelleres und robusteres Rendering erzielt wird.
  • Albedo-Skala - Albedo ist das Maß für den Anteil der diffusen Reflexion von Sonnenstrahlung an der insgesamt von einer Fläche empfangenen Sonnenstrahlung. Der Wert entspricht dem Rückstrahlvermögen diffus reflektierender Flächen. Mit der Albedo-Skala können Sie die diffuse Reflexion aller Flächen in der Szene global skalieren.
Bemerkung: Für physikalisch korrektes Rendering sollte die Albedo-Skala auf 100% eingestellt werden. So wird sichergestellt, dass die eingegebenen Reflexionswerte bei der Schattierung nicht reduziert werden. Dies ist insbesondere wichtig bei der Verwendung von PBR-Materialien, die in der Regel physikalisch korrekt kalibriert werden.
Erweiterte Wirkungsqualität Ermöglicht die Anpassung der Einstellungen für indirekte Beleuchtung, um die Art und Weise, wie indirekte Beleuchtung in Ihrer Szene ausgewertet wird, genau zu justieren.
Bemerkung: Die Einstellungen in diesem Abschnitt müssen nur in sehr seltenen Fällen von den Voreinstellungen abweichen. Es wird daher empfohlen, zunächst die Voreinstellungen zu verwenden, bevor über diese Einstellungen eine Feinjustierung vorgenommen wird.
  • Abtastungen für indirekte Beleuchtung - Steuert die typische Anzahl von Beleuchtungsabtastungen, die zur Auswertung der indirekten Beleuchtung an den einzelnen Punkten in der Szene verarbeitet werden.
  • Qualität des harmonischen Abstands - Steuert die Art und Weise, wie VUE den Abstand zu den Objekten in der Nähe eines Punkts im Bild bewertet und wie dieser Abstand die Bewertung der indirekten Beleuchtung beeinflusst.
  • Ausrichtungsqualität - Steuert, wie VUE die Ausrichtung der verschiedenen Beleuchtungsabtastungen im Raum bewertet und wie diese Ausrichtung die Bewertung der indirekten Beleuchtung beeinflusst.
  • Kontinuitätsqualität - Steuert, wie VUE die Ausrichtung der verschiedenen Beleuchtungsabtastungen im Raum bewertet und wie diese Ausrichtung die Bewertung der indirekten Beleuchtung beeinflusst.
  • Kontrastqualität - Steuert, wie VUE den Kontrast zwischen den verschiedenen Beleuchtungsquellen und Materialien bewertet und wie dieser Kontrast die Bewertung der indirekten Beleuchtung beeinflusst.
  • Flimmern - Steuert die Art und Weise, wie Beleuchtungsabtastungen im Raum verteilt werden. Die Liste enthält zwei Optionen:
    • Reduzierte Pulsation - Verteilt die Muster so, dass die für Animationen typische Niederfrequenzpulsation mithilfe von adaptiv abgetasteter indirekter Beleuchtung reduziert wird. Diese Option ist besonders beim Erstellen von Animationen nützlich.
    • Standard - Stellt eine bessere statistische Verteilung der Beleuchtungsabtastungen in der Szene sicher
  • Abschnittsgröße - Steuert das Grundraster für die Bewertung der indirekten Beleuchtung. Für jeden Abschnitt ist mindestens eine Abtastung vorhanden. Durch Verringern der Abschnittsgröße erhöht sich die Genauigkeit bei der Bewertung der indirekten Beleuchtung, das Rendern wird jedoch zugleich erheblich verlangsamt.
  • Abtastungen anzeigen - Bei Aktivierung werden die Punkte, an denen die indirekte Beleuchtung bewertet wird, im endgültigen Bild als rötliche Pixel angezeigt.
  • Adaptive Abtastung - Bei Aktivierung verwendet VUE mehrere komplexe Kriterien bei der Bewertung der Frequenz und Genauigkeit, mit der die indirekte Beleuchtung ausgewertet werden muss. Ist die Option deaktiviert, wird die indirekte Beleuchtung bei jeder Abtastung vollständig neu berechnet. Dies führt zu sehr langen Render-Zeiten, daher wird dringend empfohlen, die adaptive Abtastung nicht zu deaktivieren.
Indirekte Beleuchtung Mit den Optionen der benutzerdefinierten Photon-Map für Radiosität können Sie die Photon-Map steuern, die für die Auswertung und das Rendern von Radiosität verwendet wird.


  • Radiositätsphotonen - Steuert die Gesamtzahl der Photonen, die Bewertung der Radiosität in die Szene gesendet werden.
  • Max. Photon-Tracing-Ebene - Diese Einstellung steuert, wie oft das Licht innerhalb der Szene reflektiert wird. Höhere Werte ergeben eine genauere Auswertung der Radiosity, führen aber zugleich zu längeren Verarbeitungszeiten.
  • Anzahl erfasster Photonen - Diese Einstellung steuert die Anzahl der Photonen, die zur Bewertung der Beleuchtung an jedem einzelnen Punkt verwendet werden.
  • Maximaler Erfassungsradius - Diese Einstellung steuert den maximalen Abstand zu einem Photon, über den hinaus der Einfluss des Photons bei der Berechnung der Radiosität ignoriert wird.
Benutzerdefinierte Map-Optionen für kaustische Photonen Die Einstellungen in diesem Frame entsprechen den Einstellung im Radiosität-Photon-Map-Frame, mit dem Unterschied, dass sie nicht auf die Radiosität-Photon-Map, sondern auf die Kaustik-Photon-Map angewendet werden.