V-RAY NEXT：在實際的項目中使用降噪功能!

原標題：V-RAY NEXT：在實際的項目中使用降噪功能!

前言：這篇文章解釋 NVIDIA 的 AI denoiser 與 V-Ray Next 自身的降噪器之間的區別。說明了如何正確地合成與時序降噪。

理解降噪問題

降噪(Denoising)是個相對複雜的問題。很難找到單一解決方案適用於所有情況。 在上一篇文章中，我們解釋了 V-Ray Next 新的 NVIDIA AI Denoiser 的優缺點。這為用戶提供了接近實時的降噪解決方案，因此該功能是照明和場景組合的絕佳選項。但這個功能確實有一些限制，使其無法成為最終渲染的最佳解決方案。

降噪與合成

在視覺特效的世界裡，藝術家輸出大量的渲染元素，以便在合成中進行調整。 通常將渲染的許多方面拆分成不同部分，如高光反射，反射，反射過濾，漫反射過濾，光照和全局照明。接下來的挑戰就是使用單獨的元素重構成完整(beauty)圖像。可能出現的一個問題是，每個渲染元素必須提供對原始完整圖像的正確貢獻，否則將會出現偽影(artifacts)，尤其是在圖像邊緣附近。

現在想像一下，你想使用已降噪的圖像作為 beauty pass。這意味著所有的渲染元素也需要降噪。如果每個渲染元素都是自己個別降噪，那麼你重新合成到 beauty 圖像時，可能會產生很多偽影。

以下容我解釋，V-Ray Next 中的新渲染元素降噪器如何藉由維持每個渲染元素的完整降噪圖像的正確貢獻來解決此問題。

時序上的降噪

當您對圖像進行降噪時，該演算法會嘗試檢測噪點，並通過過濾與模糊化來平滑化該圖像具有噪點的部分，同時保留邊緣完整性。如果你正在渲染一段動畫，這意味著每個圖像將被分別降噪。由於每幅圖像不同，每幅圖像的降噪也會不同。 這些差異可能會導致飄動的圖案(swimming patterns)，因為你逐幀進行降噪。

原始帶噪點的動畫

具有偽影的降噪過後的動畫

為了解決這個問題，我們將說明V-Ray Next如何使用獨立版的降噪器來對動畫序列解決這個問題。

降噪所有的渲染元素

在 V-Ray 中，用戶會注意到幾乎每個渲染元素都有一個名為 denoise 的選項。這意味著如果您選擇了 VRayDenoiser 渲染元素，那麼選擇了 denoiser 選項的每個其他渲染元素也將被降噪。有趣的是，V-Ray 不會單獨去除每個渲染元素。V-Ray 在降噪時考慮所有的渲染元素，每個渲染元素僅代表其降噪圖像的一部分。您仍然可以在每個渲染元素中看到一定程度的噪點，但是當您將圖像重新組合成 beauty 時，圖像的完整性會得到保留。而且你不會得到諸如邊緣問題之類的錯誤。

在以下例子中，我們展示了一個複雜的場景，其中包含大量的渲染元素，包括所有標準信道以及幾個燈光選擇通道。在 V-Ray 中，實際上您可以輸出數百個渲染元素，每個渲染元素都選擇了降噪，並且這些通道都將呈現它們個別對降噪圖像的適當貢獻。

左圖: 原始的完整圖像 | 右圖: 重新合成後的圖像渲染元素

有幾件事要考慮

考慮到反射和折射

需要考慮的一件事是 V-Ray 使用助手元素(helper elements)來識別要保留的細節區域，包括漫反射濾鏡和世界法線等元素。默認情況下，這些元素會忽略可能通過反射和折射才看得到的細節。所以細節可能會在這些區域丟失。

原始帶噪點的圖像

法線渲染元素

降噪後的渲染元素

幸運的是，我們可以藉由調整物體著色器的設置並確保在影響通道(Affect channels)區中，選擇所有通道(All Channels)來重新獲得這些細節。這樣一來，助手元素將會看到物體在反射和折射中出現的區域。但是，當你這樣做時，您會增加渲染時間，請應謹慎使用此選項。試著隻影響折射，只有在需要時才使用。

原始帶噪點的圖像

法線渲染元素並勾選影響所有通道

降噪後的渲染元素並勾選影響所有通道

漸進式渲染與分塊渲染

正如前面所述，與 NVIDIA AI 降噪器相比，V-Ray 降噪器更適合用於生產級的最終渲染。 因此，您可能需要考慮使用分塊渲染(bucket rendering)進行最終渲染。其中一個原因是，在漸進式渲染(progressive)模式下，每次掃描都要計算降噪器。雖然 V-Ray 降噪器速度相當快，但計算時間可能需要一秒或更短的時間，而當圖像需要進行數千次計算時，這些增加的秒數會快速累積。使用分塊渲染時，降噪器只會在圖像中進行一次降噪，這可顯著加快最終幀的渲染速度。

解決時序上的問題

為了解決動畫中的降噪問題，降噪時，降噪器需要考慮相鄰幀。由於 V-Ray 在渲染之前可能不知道相鄰幀，因此我們提供了一個獨立版的工具來對序列圖像進行降噪。

Denoiser 降噪工具

此工具允許您選擇幀範圍，並指定在降噪時，藉由設定多少的相鄰幀數量需要進行考慮，以產生平滑的降噪動畫，從而避免產生偽影。此外，由於這是後期處理，因此您可以針對不同場景使用最合適的不同設置。您還可以選擇要將哪些渲染元素降噪。

原始帶噪點的動畫

獨立地對每幀進行降噪

時序性降噪，混合相鄰幀的結果

V-Ray 的降噪器專為生產合成而打造

NVIDIA?（英偉達?）AI 降噪器是簡約工具，適合用在風格研究(lookdev)，照明和構圖的絕佳工具。V-Ray 降噪器更適合於生產渲染與正式的合成。因此，您可以繼續使用包含所有渲染元素的製作工作流程，並確保您的通道將以其適當的貢獻進行重組。此外，對於動畫序列，您可以在渲染序列上使用獨立的降噪器應用渲染序列，適當地考慮前幀與後幀，並實現時序上平衡的理想降噪序列。

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