V-Ray Aydınlatma Uygunluk Testi

6 dakika okuma

İçindekiler

Genel Bakış
Önkoşullar
- 3D model ve sahnenin hazırlanması
- Malzemelerin hazırlanması
Işık Değerlerinin Ölçülmesi
Sonuçlar
Çözüm
Referans

Bu sayfa, V-Ray sonuçlarının diğer render motorlarının aydınlatma geçerliliği üzerine resmi olarak yürütülen araştırmalarla karşılaştırmalı bir test örneğini sunmaktadır.

Genel Bakış #

Bu test senaryosu , Autodesk® 3ds Max 2017 için V-Ray Next kullanılarak, “Autodesk® 3ds Max® Design 2009 ve Daysim 3.0’ın Deneysel Doğrulaması” (Reinhart, 2009) adlı makaledeki gün ışığı simülasyonu kurulumunu yeniden oluşturmaktadır .

Reinhart tarafından yürütülen söz konusu deney, “gün ışığı simülasyon sonuçlarını Autodesk® 3ds Max® Design 2009 yazılımı (3ds Max Design) ile… yan aydınlatmalı bir alandaki gerçek iç mekan aydınlatma ölçümleriyle karşılaştırmaktadır” ¹ . Bu test senaryosuyla belirlediğimiz amaç, V-Ray Next’in gelişmiş teknolojisinin Autodesk’in ilk araştırmasının girdileriyle nasıl performans gösterdiğini karşılaştırmaktır. Ayrıca, Reinhart’ın sonuçlarını bir kıyaslama noktası olarak kullanarak, daha iyi render görüntü kalitesiyle daha hızlı ve doğru bir render motoru nasıl sağlayabileceğimizi araştırıyoruz.

Önkoşullar #

Başlangıç noktamız olarak söz konusu makaleyi ele aldığımıza göre, öncelikle bu makaleyle ilgili birkaç önemli noktayı özetlemeliyiz.

Kullanılan yazılım Autodesk’in 3ds Max Design 2009 sürümüdür. V-Ray Next, 2013 sürümünden önceki 3ds Max sürümlerini desteklememektedir. Bu durum, test için güncellenmiş bir 3ds Max sürümünün kullanılmasını gerektirmiştir. Mental Ray hala entegre edilmiş ve resmi sürümde yer aldığı için 3ds Max 2017 sürümünü kullandık. Bu, gerekirse daha sonra karşılaştırma yapılmasına olanak tanır. Sağlanan özellikler açısından, 3ds Max, 3ds Max Design’ın özelliklerini tamamen karşılamaktadır.

3D model ve sahnenin hazırlanması #

Bu karşılaştırma örneğindeki test sahnesi, referans alınan makaleye mümkün olduğunca yakın bir şekilde yeniden oluşturuldu. 3 boyutlu model, araştırma için mevcut tüm veriler kullanılarak yeniden inşa edildi. Pencere çerçeveleri ve duvar kalınlığı için eksik detaylı ölçümler, araştırma makalesinde bu ölçümler verilmediği için orijinal modele uyacak şekilde ayarlandı.

Sahnede kasıtlı olarak değiştirilen bir şey var: desteklenmeyen Gün Işığı sistemi kurulumu. Bunun yerine, tüm sistem tek bir VRayLight, Dome tipi ile değiştirildi. Dokusu, Güneş Konumlandırıcı yardımcısına yerleştirilen aynı hava durumu dosyasıyla hesaplanan Fiziksel Güneş ve Gökyüzü Ortam haritası olarak ayarlandı. Bu kurulum, 3ds Max Design’da Gün Işığı gökyüzü olarak kullanılan Perez Gökyüzü modelini, V-Ray Next’te işlenebilir bir haritaya başarıyla dönüştürüyor. Dokunun en doğru şekilde örneklenmesi için Dome dokusunun çözünürlüğü maksimuma (8192) çıkarıldı. V-Ray Next, Işık portallarına ihtiyaç duymadan Dome ışıklarından gelen ışığı hesaplamak için optimize edildiğinden, sahnemizde hiçbir portal oluşturulmadı ve kullanılmadı.

NRC Gün Işığı Laboratuvarı’nın doğu odasının fotoğrafı; burada ilk fiziksel ölçümler yapılmıştır. Orijinal görüntü, Autodesk® 3ds Max® Design 2009 ve Daysim 3.0’ın Deneysel Doğrulaması (Reinhart, 2009)
adlı kitapta bulunmuştur.

3Ds Max 2017’de V-Ray Next ile yeniden oluşturulan model, VRayDirt ve VRayToon ile daha da detaylandırılmıştır.

3Ds Max 2017’de V-Ray Next ile sahne yeniden oluşturuldu. Orijinal fotoğrafın bulutlu bir günü belgelediğini, ölçümlerin ise güneşli bir günde yapıldığını ve bu nedenle oluşturulan görüntüde keskin gölgeler olduğunu lütfen unutmayın.

Malzemelerin hazırlanması #

V-Ray malzemelerine, makalede belirtilenlerle aynı parametre değerleri atandı. Sadece cam malzemenin kırılma değerinin özel olarak ayarlanması gerekiyordu. Sahnedeki pencere panelleri, her bir cam bölme için ayrı nesnelerle oluşturuldu. Bu nedenle, çift camlı bir pencerenin (tek bir nesneden iki paneli simüle etmek için tasarlanmış) Arch and Design malzemesi için kaydedilen değeri, V-Ray malzemesine sahip bu iki ayrı nesneye uygulamak yanlış olurdu. Bunun yerine, NRC Gün Işığı Laboratuvarı araştırmasından elde edilen %72,0’lık ölçülen geçirgenlik değeri uygulandı.

Doğru kırılma değerini belirlemek için, pencere beyaz arka plan ve kırılma ortamına sahip başka bir boş sahneye ve siyah GI ortamı ve yansıma ortamına yerleştirildi. Hedef, yalnızca kırılmadan kaynaklanan iletimi temsil eden %72 gri değerini elde etmekti. %72 gri değeri, [0-255] RGB değer aralığında 183,3 veya kayan noktalı sayısal gösteriminde 0,72 olarak temsil edilir. 237,2 kırılma renk değeri en yakın sonucu verdi (tam olarak 183 8 bit renk değeri ve 0,719 kayan noktalı sayısal renk değeri).

Malzeme listesinin tamamı aşağıdaki tabloda verilmiştir. V-Ray malzemelerinde belirtilmeyen tüm parametreler için varsayılan değerlerin korunduğunu belirtmek gerekir. Tam kayan noktalı sayı renk değerleri, UI ile işlendiğinde değerin tam sayıya yuvarlanmasını önlemek için Maxscript ile bir VRayColor haritasına yerleştirilmiştir (Örnek: $Walls.material.materialList[3].texmap_diffuse.color = color 224.756 224.756 224.756).

Öğeler	Daysim / Radiance malzemeleri	3ds Max Tasarım / Mimari ve Tasarım malzemeleri	3ds Max / V-Ray Next malzemeleri

Öğeler	Daysim / Radiance malzemeleri	3ds Max Tasarım / Mimari ve Tasarım malzemeleri	3ds Max / V-Ray Next malzemeleri
İç Arka Duvar	boş plastik İç Arka Duvar 0 0 5 0.77 0.77 0.77 0.004 0	#diff_color (color 197 197 197) #refl_weight 0.004 #refl_func_low 1.0 #refl_func_high 1.0	Diffuse VRayColor 197 197 197 Reflect VRayColor white, rgb multiplier 0.004 Fresnel reflections disabled
İç Tavan	boş plastik İç Tavan 0 0 5 0.88 0.88 0.88 0.001 0	#diff_color (color 224.765 224.765 224.765) #refl_weight 0.001 #refl_func_low 1.0 #refl_func_high 1.0	Diffuse VRayColor 224.756 224.756 224.756 Reflect VRayColor white, rgb multiplier 0.001 Fresnel reflections disabled
İç Zemin	boş plastik İçZemin 0 0 5 0.12 0.12 0.12 0 0	#diff_color (color 30.49 30.49 30.49) #refl_weight 0.0	Diffuse VRayColor 30.49 30.49 30.49 Reflect VRayColor white, rbg multiplier 0.000
İç Ön Duvar	boş plastik İçÖnDuvar 0 0 5 0.75 0.75 0.75 0.006 0	#diff_color (color 192.255 192.255 192.255) #refl_weight 0.006 #refl_func_low 1.0 #refl_func_high 1.0	Yayılma rengi VRayColor 192.255 192.255 192.255 Yansıtma rengi VRayColor beyaz, rgb çarpanı 0.006 Fresnel yansımaları devre dışı
İç Yan Duvar	boş plastik İçYanDuvar 0 0 5 0.38 0.38 0.38 0.004 0	#diff_color (color 192.255 192.255 192.255) #refl_weight 0.004 #refl_func_low 1.0 #refl_func_high 1.0	Dağılım rengi VRayColor 192.255 192.255 192.255 Yansıtma rengi VRayColor beyaz, rgb çarpanı 0.004 Fresnel yansımaları devre dışı
MoullionMetalSilver	boş plastik Kalıp Metal Gümüş 0 0 5 0.62 0.62 0.62 0.07 0	#diff_color (color 170.745 170.745 170.745) #refl_weight 0.004 #refl_func_low 1.0 #refl_func_high 1.0	Dağılım rengi VRayColor 170.745 170.745 170.745 Yansıtma rengi VRayColor beyaz, rgb çarpanı 0.004 Fresnel yansımaları devre dışı
Dış Otopark	boş plastik Dış Otopark 0 0	#diff_color (color 28 28 28) #refl_weight 0.0	Dağılım VRayColor 28 28 28 Yansıma VRayColor beyaz, rgb çarpanı 0.000
Dış CepheYakınındaÇakıl	boşluk plastik Dış Cephe Çakıl Yakın Cephe 0 0 5 0 0 0 0 0	#diff_color (color 0 0 0) #refl_weight 0.006	Dağılım VRayColor 0 0 0 Yansıma VRayColor beyaz, rgb çarpanı 0.006
Dış Duvar	boşluk plastik Dış Duvar 0 0 5 0.58 0.58 0.58 0 0	#diff_color (color 192.255 192.255 192.255) #refl_weight 0.006 #refl_func_low 1.0 #refl_func_high 1.0	Yayılma rengi VRayColor 192.255 192.255 192.255 Yansıtma rengi VRayColor beyaz, rgb çarpanı 0.006 Fresnel yansımaları devre dışı
Dış Cephe Siyah Kumaş	boş plastik Dış yüzey Siyah Kumaş 0 0 5 0 0 0 0 0	#diff_color (color 0 0 0) #refl_weight 0.006	Diffuse VRayColor 0 0 0 Reflect VRayColor white, rgb multiplier 0.000
DoubleClearGalzing	boş cam DoubleClearGalzing 0 0 3 0.72 0.72 0.72	#diff_color (color 0 0 0) #refl_color (color 255 255 255) #refl_gloss 1.0 #refl_weight 1.0 #refr_color (color 207 207 207) #refr_gloss 1.0 #refr_ior 1.5 #refr_weight 1.0 #refl_func_fresnel false #refl_func_low 0.0 #refl_func_high 1.0 #refl_func_curve 4.816 #opts_1sided true #opts_do_refractive_caustics false #opts_skip_inside true #opts_backface_cull false	Yayılma rengi VRayColor 0 0 0 Yansıtma rengi VRayColor 255 255 255 Kırılma rengi VRayColor 237.2 237.2 237.2 Kırılma IOR 1.5
Dış Pencere Pervazı	boş plastik Dış Pencere Eşik 0 0 5 0.60 0.60 0.60 0.15 0	#diff_color (color 178.49 178.49 178.49) #refl_weight 0.15 #refl_func_low 1.0 #refl_func_high 1.0	Dağılım rengi VRayColor 178.49 178.49 178.49 Yansıtıcı renk VRayColor beyaz, rgb çarpanı 0.15 Fresnel yansımaları devre dışı

Işık Değerlerinin Ölçülmesi #

Test sahnesi, 24 saatlik tam bir gün ışığı animasyonu içerir. Fiziksel Güneş ve Gökyüzü ortamındaki Kubbe ışığının güneş konumu, Güneşli Gün araştırmasıyla aynı tarih olan 13 Mayıs 2007 için Gün Işığı animasyonunu takip edecek şekilde ayarlanmış bir Güneş Konumlandırıcı yardımcı programı ile kontrol edilir . Test sahnesindeki her kare 5 dakikalık bir zaman farkına karşılık gelir. Makalede aydınlatma eğrisinin verildiği her bir karede ışık değerlerinin hesaplanmasını otomatikleştirmek için özel bir komut dosyası yürütüldü. Hesaplamanın kendisi VRayLightMeter tarafından gerçekleştirildi . V-Ray Light Meter, gizmosunun bulunduğu sahnedeki farklı noktalarda kesin ışık ölçüm değerleri sağlayan bir yardımcı programdır.

Sonuçlar #

VRayLightMeter, aynı anda birden fazla ölçüm noktası sağlar. Hesaplama tamamlandıktan sonra, mevcut kareye ait sonuç, tüm nihai aydınlatma değerleriyle birlikte otomatik olarak bir .csv dosyasına kaydedilir. Testimizde, .csv dosyalarında Toplam aydınlatma altında 4. sırada yer alan VRayLightMeter’ın merkez noktasından elde edilen sonuç kullanılmıştır . DS sensörlerinin küçük yüzeyini göz önünde bulundurduğumuzda, bu en doğru sonuçtur.

Orijinal araştırmadan alınan, güneşli bir günde (13 Mayıs) dış mekan sensöründen elde edilen grafik , sabah 4’ten akşam 8’e kadar olan saatleri göstermektedir. VRayLightMeter, 48. kareden 240. kareye kadar hesaplanmış ve her kare için .csv dosyalarına kaydedilmiştir. VRayLightMeter sonucu (turuncu renkte), aşağıdaki resimde orijinal grafik verilerinin üzerine yerleştirilmiştir.

Bu grafik, sağlanan .ods dosyasında mevcuttur .

Benzer şekilde, iç mekan DS2 sensörü için VRayLightMeter sonucu , aynı güneşli gün (13 Mayıs) için 48 ile 192 numaralı kareler arasındaki her kare için hesaplandı ve .csv dosyalarına kaydedildi (toplam 145 dosya ) .

Aşağıdaki grafikte, DS2 sensöründen alınan TC1 Base durum ölçümü, VRayLightMeter’dan (turuncu renkte) elde edilen sonuçlarla üst üste bindirilmiştir .

Bu grafik, sağlanan .ods dosyasında mevcuttur .

Şunu belirtmek gerekir ki, en yüksek ve en düşük noktaların tam konumları, iç sensörün doğrudan güneş ışığı aldığı veya pencere çerçevesinin gölgesine düştüğü anlara tam olarak karşılık gelir. Orijinal makaledeki modeli referans olarak kullandığımız için, bu geçiş anları zaman açısından mükemmel bir şekilde eşleşiyor. İç sensör için Radiance (Daysim 3.0) verileri, beklentilerden oldukça farklı ancak sağlanan araştırma dosyalarındaki verileri doğru bir şekilde temsil eden bir grafik üretmektedir.

Her iki grafikten de 48-55 ve 232-240 numaralı karelere ait sonuç verileri çıkarıldı. Bu kareler sabahın erken saatlerine (4:00-4:35) ve akşam saatlerine (19:20-20:00) karşılık gelmektedir. Bunun nedeni, bu karelerde güneşin ufkun altında konumlanması ve bu nedenle hava durumu veri dosyasının giriş bilgisi olarak 0 saniyelik değerler sağlamasıdır. 3ds Max’in Fiziksel Güneş ve Gökyüzü Ortamı haritasının entegre davranışı, bu gibi durumlarda gökyüzü modelini otomatik olarak başka bir modele geçirir ve bu da bozuk bir çıktıya neden olur. Bu karelerin minimum ışık değerlerini döndürdüğü kabul edilmektedir.

Çözüm #

Bu test sonuçlarının umut verici olduğuna ve daha ileri deneysel araştırmalar için iyi bir başlangıç noktası sağladığına inanıyoruz.

V-Ray Next’in VRayLightMeter hesaplamaları için geliştirilmiş bir algoritma kullandığını ve bunun da testin doğru şekilde yürütülmesini sağladığını belirtmek gerekir. V-Ray 3.6 ve önceki sürümlerle elde edilen çıktılar, iç sensörle ilgili olarak farklılık gösterebilir, çünkü sınırlı örneklemeyle saf kaba kuvvet hesaplamaları kullanılır ve bazen cam nesnelerden geçen GI ışınlarıyla ilgili sorunlar ortaya çıkabilir.