Sampling

サンプリング

サンプリング設定は、画質の主たる決定要因です。

イメージをレンダリングするために、AMD Radeon ProRenderは、すべてのピクセルに多数のレイサンプルをキャストします。ピクセルに新しいサンプル値が追加されるたびに、サンプリング結果が平均化されてピクセルの色が計算されます。

画像は反復的にレンダリングされます。新しい反復ごとに新しいピクセルサンプルが追加されるため、画像の品質が向上し、ノイズの量が減少します。サンプルの数が多いほど、結果は良くなりますが、色の計算に時間がかかります。

サンプリングレートに応じてシーンの外観が変化します

上記のシーンをダウンロード (ma.zip)

Sampling Modes/サンプリングモード

Radeon ProRenderは、Adaptive sampling（適応サンプリング）とfixed sampling（固定サンプリング）の2つのサンプリングモードをサポートしています。

Adaptive Sampling Mode/適応サンプリングモード

適応サンプリングは、AMD Radeon ProRenderでピクセルをサンプリングするために使用されるデフォルトのモードです。適応サンプリングは、一部の画像領域が他の画像領域よりもノイズが多く、一方で全体の反復率を高く設定してノイズの少ない領域をオーバーサンプリングすることが現実的ではない場合に、特に役立ちます。そういった場合は、代わりに適応サンプリングを選択することをお勧めします。

適応サンプリングでは、次の Min Iterations, Max Iterations および Threshold の3つのパラメーターを使用して、ピクセルのサンプル密度を制御します。

Min Iterations （最小反復値）は、画像内のすべてのピクセルが受け取るサンプル数を保証します。この最小値に達すると、各ピクセルのノイズ分散が計算されます。ピクセルのサンプリングは、ノイズがノイズのしきい値より小さくなるか、最大反復回数に達すると停止します。すでにノイズのしきい値に達した画像領域のレンダリングは停止するため、ノイズの多い領域はより速くレンダリングされます。計算によりオーバーヘッドが少し増えますが、ほとんどの場合、このモードが推奨されます。

Fixed Sampling Mode/固定サンプリングモード

すべての画像領域が同じようにノイズが多い場合は、AMD Radeon ProRenderにすべてのピクセルのサンプルを均一に計算するように指示できます。このモードを使用するには、 Threshold を0に設定する場合、サンプルレートは Max Iterations を使用して制御されます。

Threshold: 0 (fixed mode), Max Iterations: 10000

Threshold: 0.05 (adaptive mode), Max Iterations最: 10000

上記のシーンをダウンロード (ma.zip)

適応サンプリングによる上記の画像は、「単純な」領域でノイズが多い（ノイズレベルを維持します）が、「ハードな」エリアではほぼ同じです（ガラスパネル、サブサーフェススキャタリングパネル、およびパネルの後ろの放物面低反射面に面する5つのエリアライトを参照）。適応サンプリングを使用したバージョンは、約3分と高速です。

Threshold/しきい値

ゼロ以外の値に設定されている場合、 Threshold/しきい値 （適応サンプリングしきい値、ノイズしきい値とも呼ばれます）パラメーターは、適応サンプリングを有効にします。

このパラメーターは、ピクセルに対して追加のサンプルを計算するかどうかを決定するために使用されます。ピクセルに新しいサンプルが追加されるときに、どれだけの分散が存在するかを示します。つまり、サンプリングを停止する前にピクセルに許容されるノイズの量を測定します。パラメータの値の範囲は0〜1で、0はノイズなし（分散なし）を意味し、1はすべてのノイズが許可されることを意味します。

新しいサンプルがキャストされると、AMD Radeon ProRenderはピクセルの変化量とノイズの量をチェックします。ノイズがしきい値よりも大きい場合、最大反復回数の制限に達しない限り、追加のサンプルが計算されます。ノイズがしきい値よりも小さい場合、その後のピクセルのサンプリングは停止します。

デフォルトのノイズしきい値0.05は、ほとんどのシーンに適したプレビュー値です。しきい値を下げると、ピクセルあたりのノイズが少なくなり、レンダリングの完了に必要な時間が長くなります。一方、しきい値を上げると、一般的にイメージの品質が犠牲になりますが、レンダリング時間は短くなります。

パラメーター値が0に設定されている場合、適応サンプリングは無効になります。この場合、ピクセルあたりのサンプル数は、最大反復値によって制御されます。パラメータ値を1に設定すると、Min Iterationsの制限に達するとサンプリングが強制的に停止します。

しきい値に応じてシーンの外観がどのように変化するかを確認してください。

しきい値に応じてシーンの外観が変化します

Render Completion Criteria/レンダリング完了基準

Render Completion Criteria 設定は追加レンダリング要件だけでなく、レンダリング処理を停止するために必要な条件と同様の説明をします。 AMD Radeon ProRenderでは、レンダリング完了基準はビューポートと最終レンダリングに対して個別に設定されます。

Max Iterations/最大反復

Max Iterations /最大反復 パラメータは、ピクセルが受信することが可能なサンプルの最大数を定義するパラメータです。アダプティブサンプリングの場合、ノイズがまだノイズのしきい値よりも大きい場合でも、この制限に達するとサンプリングが停止します。適応サンプリングが無効になっている場合、最大反復値はピクセルごとの均一なサンプルレートで定義します。

depth of field または motion blur が関係するシーンの場合、通常最大反復値を増やす必要があります。

Max Iterationsの値を大きくすると、固定サンプリングモードで画像の品質がどのように変化するかを以下比較してみます。

Max Iterations: 1000

Max Iterations: 5000

Max Iterations: 10000

Min Iterations/最小反復

Min Iterations/最小反復 パラメーターは、適応サンプリングのために使用されています。必要なピクセルごとの最小サンプル数を定義します。パラメータ値を変更することにより、適応サンプリングが行われる前に、全体的に保証される画質を制御できます。

レンダリングプロセスが遅くなりますので、この値は高く設定しないことをお勧めします。代わりに、きれいな画像を実現し、レンダリング時間を節約するために Threshold を調整します。

最小反復の値を大きくすると、適応サンプリングモードで画像の品質がどのように変化するかを比較してみます。 Threshold は1に設定され、 Max Iteration は、すべての画像に対して10000に設定されています。

Min Iterations: 16

Min Iterations: 1000

Min Iterations: 5000

Max Time Hours, Minutes, Seconds/最大の時間、分、秒

Max Time Hours, Minutes, Seconds パラメータは、レンダリング処理が終了するまでにどのくらいの時間がかかるか　を定義するために使用されています。アニメーションシーンの場合、時間制限はフレームごとに設定されます。

最大レンダリング時間を0に設定すると、時間制約が無効になります。この場合、レンダリングプロセスは反復回数によってのみ制限されます。

一番下の行に表示されたレンダリング時間でのスクリーンショット

Anti-Aliasing/アンチエイリアシング

アンチエイリアシングは、エイリアシング効果を除去するために適用されます。ギザギザとピクセル化されたエッジは、画像内の隣接する色の間のあらい遷移を表します。アンチエイリアスは、フィルターを適用して平均を計算し、色を調整することにより、これらの遷移をスムーズにします。多くの場合、これにより、アンチエイリアスセットのない一部のレンダーで見られる粗いエッジを取り除くことができます。

ピクセルの色が再計算される方法は、主にアンチエイリアスフィルターの種類とフィルターサイズによって異なります。

Filter/フィルタ

Filter パラメータは、使用するアンチエイリアシングフィルタのタイプを定義し、縁がどれだけ鋭く、もしくは滑らかにレンダリングされるかを制御します。

各フィルターは曲線に基づいています（そのためフィルタ名になっています）、フィルタ。曲線は、制限されたピクセルサンプルのサブセットに適用され、 filter size 各サンプルの重み、またはサンプルがピクセルカラーに影響を与える程度を計算します。

次のフィルターを使用できます。

Box は、多くの場合低品質の結果を生成するすべてのピクセルサンプルに同じ重みを適用します。
Triangle フィルターは、ピクセルの中心からの距離に基づいてサンプルの重みを線形的に減少させ、シャープな結果を生成します。
Gaussian フィルターはぼやけた結果をもたらします。ピクセルの中心からの距離に応じて、サンプルにガウス曲線を適用します。
Mitchell はデフォルトのフィルターであり、画像のオールラウンドレンダリングに適していますが、大きなコントラストはありません。ピクセルの中心からの距離に応じて、サンプルにミッチェル曲線を適用します。このフィルターは、ガウス分布よりもシャープな結果をもたらします。
Lanczos は、Mitchellに次いで2番目に優れた万能フィルターです。ピクセル中心からの距離に応じて、サンプルにランチョス曲線を適用します。このフィルターは、滑らかさとシャープネスのバランスをよくします。
Blackman Harris は、BoxフィルターとGaussianフィルターを補完し、エッジがより滑らかに見えるため、ワイヤフレームレンダリングに特に効果的です。ピクセルの中心からの距離に従って、サンプルにブラックマンハリス曲線を適用します。

注釈

さまざまなフィルターを適用した結果は多くの場合主観的であり、画像自体に依存します。

以下の画像は、3ピクセル、それぞれ3サンプルの単純化されたモデルを示しています。サンプルの重みの分布方法を、 Box と Triangle 2つの最も単純なフィルターカーブで比較しています。

Box フィルタは、サーチエリア内の全てのサンプルに等しい重みを与えます、即ち全てのサンプルが、再計算された色に同様の影響を与えることを意味しています（色が平均化される）。 Triangle フィルタは、画素2の中心サンプルに最高の重み値を割り当て、直線画素中心からのサンプルの距離に基づいて重みを低下させます。