Houdini Mantra レンダリングのチューニング

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Houdini
Mantra チューニング
2014/5/24
Side Effects Software Inc.

今回の目的
1. Render パスの追加、パスを元にし
たレンダリングの調整方法を覚える。
左上(大): Color
右上: Direct Diffuse
右中: Direct Reflect
下左: Indirect Reflect
下中: Indirect Refract
下右: Indirect Samples
2. DirectとIndirectに別々にサンプル
値を設定する (デイリービルド
13.0.413からの追加機能) を理解
する。

シーンファイル + 基本条件
• シーンファイルはこちらからダウンロード可能。
ftp://ftp.sidefx.com/public/sidefxjp_mantraTweak_setup.zip (143KB)
このシーンファイルの作成方法に関しては、別スライドで説明予定。
• 必要な Houdini: 13.0.415 以降
ダウンロードに関しては、22ページ「18. 13.0.413 からの改良点」を参照
これからダウンロードするのであれば 13.0.423 以降推奨
• メモリ: Windows 7で、OS, Houdini, Mantra 併せレンダリングピーク時で5GB程度

1. ファイルを開く
1. File->Open から
mantraTweak_setup.hip を開
く。
2. ビューポート内のカメラを cam1 に
切り替える。この cam1 がレンダリ
ング時に使用されるカメラ。
3. ネットワークビューで out に切替、
4. mantra_ipr を選択して、パラメー
タビューにこのノードのパラメータを表
示する。
2
3
4

2. Render View でレンダリング
5. Render View タブをクリックし開く。
6. カメラを /obj/cam1 に設定。
7. Render ボタンを押して、レンダリン
グを開始する。IPR (Interactive
Photorealistic Rendering) でレ
ンダリングが行われる。
8. Render View 上部の部分をクリッ
クし、追加ツールバー(View Bar）
を表示する。
9. Render View 下部の部分をクリッ
クし、追加ツールバー (Correction
Bar) を表示する。
8-9共に結果画像は次のページ。
5
67
8
9

3. Render View 追加ツールバー
10. 8と9を行った結果、Render Viewの
上下にView Bar, Correction Bar
の2つのツールバーが追加された。
11. 今回 Auto-Update と Preview を
オフに。その方がレンダリングが速い。
12. View Bar の左側にプルダウンがあり、
ここで、
C: カラー
Op_Id: Operation ID
Prim_id
の3つが選択できることを確認。
これらのパス3つはデフォルトで作成され
る。
13. Correction Barの左側のアイコン群
は、左からカラー、R (赤)、G (緑)、B
(青)、A (アルファ)とそれぞれのチャネ
ルを独立表示可能。
10. View Bar 11
12
10, Correction Bar13

4. Op_Id パス
14. 表示パスを Op_Id に切り替える。
15. Render View 内にカーソルを持っ
てきて、'i' キーを押す。そうすると、右
画像に表示されているようなスウォッ
チが表示される。
これにより、カーソルがサブディビジョン
サーフェスによるオブジェクトの上にあ
る場合には、画面にあるように4368
と表示される。
テクスチャ面上では4380となり、それ
ぞれのオブジェクトが別のIDを持って
いることがわかる。これらはシーンをデ
バッグする時などに使用。今回は使
わない。
14
15

5. Prim_Id パス
16. 表示パスを Prim_Id に切り替える
。この時点では、一部を除きほぼ完
全に真っ白。
17. Correction Bar 右端の Adapt
to Full Range Pixel ボタンをクリッ
ク。そうすると右画面のように色が補
正されて表示される。これにより、そ
れぞれのプリミティブ (面、この場合サ
ブディビジョンサーフェスとポリゴン)が
色分けされているのがわかる。 i キー
を使ってスウォッチを表示すれば、そ
れぞれの Prim_ID を表示可能。
これもどちらかといえば、シーンデバッ
グ用。今回はこれ以上扱わない。
18. 表示状態を元に戻すにはこのボタン
をクリック。
16
17
18

6. パスの追加
これから実際の見た目に影響するパスを
追加していく。
19. まず mantra_ipr ノードを選択。
20. Properties タブをクリックし、その中
の Output タブをクリック。スクロール
して下の方へ進むと Extra Image
Planes というパラメータがある。
21. Extra Image Planes で、数値を
直接入力するか、右側の'+' ボタン
を押すかで追加可能。今回は 4つ
追加 (次ページ)。
21
19
20

7. パスの追加その2
#21を実行したことで、4つのイメージプレ
ーンの設定口が追加されている。
それぞれの VEX Variable に
22. Direct lighting (per-
component)
23. Indirect lighting (per-
component)
24. Direct ray samples
25. Indirect ray samples
を追加する。
興味があれば、他のパスを追加しても構わない。
26. 再度レンダリングを実行。
22
23
24
25
26

8. レンダリングされたパス
27. #26のレンダリングが終了すると、リス
トには大量のパスが追加されている
のがわかる。
28. このうち、{direct_ | indirect_ }
{diffuse | reflect | coat |
refract | volume } の各パスは、
Export Components で定義さ
れたパスが出力されている。
例えば、今回のシーンには、
Volume データもなければ、coat
を使用したマテリアルもないので、扱
うパスが多すぎると思うのであれば、
これらは削除しても構わない (再レン
ダリング必要)。
屈折 (refract) は後ほど使用。
27
28

9. 実際の各パス
Render View で興味のあるパスを表
示してみると右のようになる。
左上: direct_diffuse
右上: direct_reflect
左下: indirect_reflect
右下: indirect_samples
これでわかるのは、上の2枚 (direct*)
は、アンチエイリアスの精度も含め非常に
きれい処理されているのに比べ、左下
(indirect_reflect = 間接反射)は非
常にノイズが多いことがわかる。
この理由の一つは、上方からのスポットラ
イト一つだけということで、光量が足りず暗
いということ。
さらに、右下の indirect_samples を
スウォッチを使って見てみると、一番明るい
ところでも(最大)サンプル数が3であること
がわかり、サンプル数が足りないこともわか
る。

10. サンプルの設定
29. サンプルの設定は、Properties タブ以
下の Sampling タブ以下で行う。
30. 今回のシーンファイルのように静止物ジ
オメトリであれば、#30で囲われたパラ
メータを使用する。
31. Sample Lock はアニメーション時にサ
ンプル値を固定するために使う。今回は
関係ない。
32. Ray Variance Antialiasing をオン
にすると Max Ray Samples (34)
が使用可能になる。
ここでは、Pixel Samples (35)を増加す
るのではなく、Min/Max Ray Samples
(33, 34) と Noise Level (36)の調整に
よるレンダリング時間を大幅に増大させない
方法を取る。
30
29
33
31
34
32
35
36

11. スナップショット
indirect_reflect において顕著なノイズ
を低減していくために、まず現状(デフォル
ト状態)をスナップショットに取る。このデフ
ォルト状態とは
- pixel samples: 3x3
- ray variance antialiasing: on
- min ray samples: 1
- max ray samples: 9
- noise level: 0.05
37. indirect_reflect パスを表示。
38. スナップショットのタイトルフィールドに
"default" などと入力し、
39. カメラアイコンを押してスナップショット
として登録。
40. #39を行ったことで、このスライダーを
用いて "default" と Active
Render (次回) との違いを切り替
えて確認することが可能。
37
38
39
40

12. Noise Level を下げる (1)
41. スライダを使うなどして、Active
Render に戻る。
42. Noise Level を 0.005 に下げる。
43. Render ボタンをクリックし、レンダリ
ングを実行。
44. レンダリングが終了したら、#41のス
ライダを使って、デフォルト時の画像と
今回の画像を比べてみる。
Noise Levelを下げたことにより、ノイズ
が減ったことが確認できる。
42
42
41

45. indirect_samples パスを表示。
46. スライダを使用して default と比べて
みると、オブジェクトに対し、より多くのサ
ンプルを行ったところが増えているのがわ
かる (「9 実際の各パス」の右下の画
像と比べるとわかる)。
47. この画像を "noisePt005"と名付け、
48. スナップショットに収める。
49. Noise Level を 0.0001 に下げ、
50. 再度レンダリング (次ページ)。
45
47
48
46
49
50

右画像は、
左: noise level = 0.005
右: noise level = 0.0001
上: indirect_reflect
下: indirect_samples
indirect_samples で白い部分が心
持ち増えた以外、indirect_reflect
でのノイズは大きく変わった様子はない
。
これを変更するために、次に max
samples を調整してみる。
51. 現在のActive Render は
"noisePt0001"としてスナップショ
ットする。

14. Max Samples を上げる
右画像は、
左: max samples = 64
右: max samples = 9
上: indirect_reflect
下: indirect_samples
Max samples を増やしたことによって、
indirect_reflect でのノイズが大幅に
低減されたことがわかる。また、
indirect_samples も max
samples が9の場合、一番明るい部分
でのサンプル値は 3だったの比べ、64 の
場合は、21まで増えた。
52. この画像を noisePt0001Max64
などとしてスナップショットしても良いし
、ここまでを別名で保存しても構わな
い。次で設定を一部リセット予定。

15. マテリアルの変更
サブディビジョンサーフェスのマテリアルを、
Glass (ガラス) マテリアルに変更して、屈
折時のサンプルの様子を見ていく。
53. Scene View タブに戻る。
54. Material Palette タブを開く。
55. 左側のリストから Glass (Materials
以下) をハイライト選択、そのまま左
マウスボタン (LMB) で右側へドラッグ
する。結果、glass1 のスウォッチが追
加される。
56. #54の結果追加されたスウォッチを
LMB でサブディビジョンサーフェスへ
ドラッグ&ドロップする。
57. 選択ツールでオブジェクトを選択。
58. box_object1 の Material タブを
開くと、Material の部分に
/shop/glass1 と登録されたことが
確認できる。
54
55
56
58
57
53

16. 屈折レンダリング
59. ネットワークビューで、/out に戻り、
mantra_ipr ノードを選択。
60. Max Ray Samples と Noise
Level それぞれのラベルを Ctrl +
MMB (中マウスボタン) クリック。これ
により、値がデフォルト値に戻る。
Max Ray Samples = 9
Noise Level = 0.05
61. これでレンダリングを実行。
右画像はレンダリングが終了したカラーパス
(もしくは beauty パス)の結果。他のパス
の結果は次のページ。
59
60
61

17. glass マテリアルでの各パス
右画像は、
上左: direct_diffuse
上中: direct_reflect
上右: direct_samples
下左: indirect_refract
下中: indirect_reflect
下右: indirect_samples
わかることは、direct パス各種は、低い
サンプル値でもキレイな結果を出力できる
のに比べ、indirect パス各種は低いサン
プル値ではノイズが乗りやすい。
つまり、理想を言えば、noise level や
Max Samples などは、direct と
indirect と別々に設定できれば演算時
間を大幅に増やすことなく、より効率よく
質の高いレンダリング画像を追求できる。

18. 13.0.413 からの改良点
13.0.413 (.415 で一部修正)から、
Noise Level
Min Samples
Max Samples を
Direct パスと Indirect パスとで別々に設
定が出来るように機能追加が行われた。
これらは、現状、デフォルトではUI に露出して
いないので、自分で UI に露出する必要が
ある。
最新のDaily Build は www.sidefx.com
Download > Daily Builds から行う。
Daily Buildに関する追加情報はこちら:
http://slidesha.re/1lLSr7U
2014/5/24 現在、最新は 13.0.423。
ここでのスクリーンキャプチャは 13.0.420 を
使用。
これからダウンロードするのであれば、最新
(13.0.423以降)を推奨。

19. Edit Parameter Interface
Houdini 13.0.415 以降で
62. mantra_ipr ノードを選択したまま
パラメータビューの上の方のギアアイコ
ンをクリック、Edit Parameter
Interface… メニューを実行。
右画面にあるような UI パネルが表
示される。
63. 左側のパネルで For Rendering
タブをクリック。
64. Mantra フォルダを開き、
65. さらに Sampling フォルダを開く。
このあと下の方へスクロール (次のペ
ージ)。
63
62
64
65

19. Edit Parameter Interface (続き)
65. Sampling 以下のパラメータ群から
66. Decouple Indirect Sample
Limits … を探してクリックする。
そうすると、その下合わせて前述4つの
パラメータがハイライトされる。
67. 中央のリストパネルも下の方へスクロー
ルし、 root > Properties >
Sampling 以下を表示。
68. Noise Level の下に #66で選択し
た4つのパラメータをドラッグ&ドロップ。
69. Accept をクリックしてパネルを閉じる。
66
68
65
67
69

20. Indirect 用パラメータ
#69の結果、mantra_ipr ノードに
Decouple Indirect Sample Limits
Min Indirect Ray Samples
Max Indirect Ray Samples
Indirect Noise Level
の4つのパラメータが新たに追加された。
70. Decouple Indirect Sample
Limits をオンにする。
71. これにより、残り3つのパラメータが使
えるようになる。
70
71

21. Indirect サンプル結果
右は、indirect samples を独立して
設定した結果。
Direct パスに負担をかけることなく、
Indirect に必要と思われるサンプル数を
追加していくことが出来る。
実際のレンダリング時間の増加は、シーン
の構成による。例えば、Refractするオブ
ジェクトがビューの大部分を占める場合に
は、Direct、Indirect 別々に設定して
も演算時間に殆ど差は出ない。

22: すべてのパス
上左: Direct Diffuse
上中: Direct Reflect
上右: Direct Samples
中左: Operator ID
中中: C (beauty)
中右: Primitive ID
下左: Indirect Refract
下中: Indirect Reflect
下右: Indirect Samples

この項終了
質問は info-jp@sidefx.com まで。

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