Hướng dẫn kết xuất giúp tối ưu cảnh trong 3ds Max thông qua texture

Texture là một trong những khái niệm liên quan đến bề mặt hình học, kích thước và độ phân giải của chúng có thể ảnh hưởng đến thời gian render.
kết xuất giúp tối úu cảnh trong 3ds

Texture là một trong những khái niệm liên quan đến bề mặt giống như hình học, và kích thước và độ phân giải của chúng có thể có ảnh hưởng đến thời gian kết xuất.

Tổng thể không gian texture trên một ổ cứng có thể lớn hơn kích thước tệp của cảnh. Do đó, khi kết xuất trên render farms, các tệp kết cấu lớn có thể làm chậm tốc độ tải lên dự án của bạn trong ứng dụng 3d, điều này có thể dẫn đến thời gian kết xuất lâu hơn, kết quả là chi phí cũng cao hơn. 

Trong phần đầu tiên này, chúng ta sẽ nói về lý thuyết đằng sau hình ảnh kỹ thuật số. Kiến thức này là rất cần thiết cho tất cả những ai đang làm trong ngành đồ họa máy tính. Đó là một lộ trình giúp bạn chọn các định dạng hình ảnh, độ sâu màu( Bit depth) và mô hình màu khác nhau. Với kiến ​​thức này, bạn sẽ có được nhiều công cụ và tự do sáng tạo hơn và khắc phục được tất cả các sự cố kỹ thuật để trở thành một nghệ sĩ 3D chuyên nghiệp.

1/Raster textures

Ngày nay, các kết cấu được sử dụng phổ biến nhất trong đồ họa 3d là kết cấu raster, được tạo dựa trên các bức ảnh hoặc được vẽ trong các chương trình như Photoshop hoặc Gimp. Chúng được lưu trên ổ cứng dưới dạng tệp ở nhiều định dạng khác nhau như JPG, PNG, TIFF và nhiều loại khác.

Chúng ta có thể mô tả kích thước của kết cấu raster với công thức dưới đây:

Kích thước hình ảnh thô = Độ phân giải ngang x Độ phân giải dọc (tính bằng pixel) x Số lượng kênh x Độ sâu màu (Số bit trên mỗi kênh)

Kích thước tệp hình ảnh trên ổ cứng = Kích thước hình ảnh thô x tỷ lệ nén + dữ liệu tệp bổ sung

Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các yếu tố của Raster textures ảnh hưởng đến kích thước của chúng như thế nào nhé!

1.1 Kênh và mô hình màu

Hãy nói về sự khác biệt giữa các kênh và mô hình màu. Mô hình màu là cách mà dữ liệu số đại diện cho màu của pixel.

kết xuất giúp tối ưu cảnh trong 3ds max

Ví dụ, mô hình màu RGB mô tả tất cả các màu có thể bằng sự kết hợp các sắc thái của ba màu chính: Đỏ (R), Xanh lục (G) và B (Xanh lam). Mỗi một trong những màu đó được lưu trong một kênh màu xám khác nhau trên hình ảnh. Mô hình màu RGB là để hiển thị hình ảnh kỹ thuật số trên màn hình như màn hình máy tính hoặc màn hình TV vì màu sắc hiển thị trên các thiết bị đó bao gồm ba màu cơ bản – đỏ, xanh lá cây và xanh dương.

Một ví dụ khác về mô hình màu là CMYK. Nó là viết tắt của Cyan (C), Magenta (M), Yellow (Y) và Key hoặc blacK (K). Mô hình màu này mô tả mọi màu sắc, có thể là một hỗn hợp trừ của các màu trên, mỗi màu được lưu trong một kênh riêng. Mô hình màu CMYK là để thể hiện các màu thu được trong quy trình in vì hầu hết các quy trình in tạo ra tất cả các màu bằng cách trộn mực màu lục lam, đỏ tươi, vàng và đen.

Ngoài ra còn có nhiều mô hình màu khác, phục vụ các mục đích khác nhau, như Lab , HSV (Hue, Saturation, Value), HSL (Hue, Saturation, Lightness), thang độ xám, và các loại khác.

LƯU Ý: Một số định dạng hình ảnh như PNG, TIFF hoặc PSD (định dạng Photoshop), có khả năng chứa kênh thứ tư, được gọi là Alpha, là bản đồ về độ trong suốt của hình ảnh. Chế độ này được gọi là RGBA.

Có một dạng khác để quản lý màu sắc của hình ảnh kỹ thuật số, được gọi là Màu Indexed Color và nó được sử dụng bởi dạng GIF, PNG-8 và một số định dạng hình ảnh khác. Chế độ này thường chứa 256 màu, được chọn từ bảng màu RGB 24 bit gồm 16,7 triệu màu. Nhờ giới hạn màu sắc hình ảnh xuống 256, mỗi pixel chỉ cần 8 bit, cộng thêm 768 byte (256 × 3) để lưu trữ bản đồ màu.

tối ưu cảnh trong 3ds max

3ds Max hỗ trợ kết cấu ở RGB (8, 16, 32 bit trên mỗi kênh), thang độ xám (8 và 16 bit), Bitmap (Đơn sắc 1 bit – chỉ có màu đen và trắng – ở định dạng PNG và TIFF) và màu được lập chỉ mục (8 bit) . Hỗ trợ này thay đổi tùy thuộc vào định dạng hình ảnh nhất định (như PNG hoặc JPG). Bạn có thể tải tệp JPEG CMYK vào 3ds Max, nhưng màu sắc sẽ bị thay đổi. Ngoài ra, hình ảnh chế độ CMYK lớn hơn bởi vì ngoài các màu C, M, Y, chúng còn lưu giá trị K (đen) trong một kênh bổ sung.

hướng dẫn tối ưu cảnh trong 3ds max

1.2 Độ sâu màu:

Độ sâu màu mô tả có bao nhiêu bit được sử dụng để tạo mã màu của một pixel.

Ví dụ: hình ảnh 1 bit có thể chỉ có hai màu (như đen và trắng) vì 1 bit có thể được sử dụng để mô tả hai trạng thái – pixel là đen hoặc trắng. Hình ảnh 2 bit cung cấp 4 kết hợp trạng thái để bạn có thể mã hóa 4 màu trong một hình ảnh có độ sâu lớn như vậy. Một hình ảnh 8 bit cung cấp 256 trạng thái màu.

Độ sâu màu của hình ảnh thường được sử dụng để mô tả hai ý nghĩa khác nhau, đôi khi có thể gây nhầm lẫn. Bạn có thể gọi một hình ảnh RGB 8 bit, khi mỗi kênh của nó được mã hóa thành 8 bit hoặc gọi nó là 24 bit vì một pixel của hình ảnh cần 24 bit để mã cả ba kênh.

Một hình ảnh RGBA 8 bit trên mỗi kênh (như PNG với kênh Alpha) có thể được gọi là hình ảnh 32 bit (4 x 8 bit). 16 bit trên mỗi kênh hình ảnh RGB có thể được gọi là hình ảnh 48 bit (kênh 3 x 16 bit). Hình ảnh 24 bit là không gian màu tiêu chuẩn ngày nay cho hình ảnh kỹ thuật số được hiển thị trên màn hình như màn hình máy tính. Hầu hết các kết cấu, hình ảnh được tìm thấy trên internet và cả hình ảnh JPG đến từ máy ảnh kỹ thuật số đơn giản đều được lưu ở độ sâu màu này.

1.3 Độ phân giải

Độ phân giải của kết cấu là một trong những yếu tố quan trọng nhất của dung lượng RAM mà cảnh cần hiển thị. Ở mức độ thấp hơn, nó cũng ảnh hưởng đến thời gian kết xuất. Đôi khi sử dụng kết cấu độ phân giải thấp hơn thậm chí có thể khiến cảnh hiển thị lâu hơn.

Công thức sau đây được sử dụng để tính kích thước thô của hình ảnh:

Độ phân giải ngang x độ phân giải dọc x số bit trên mỗi kênh x số kênh = kích thước hình ảnh (tính bằng bit)

Lưu hình ảnh này ở định dạng nén (ví dụ: dưới dạng tệp JPEG), sẽ giảm kích thước tệp, nhưng bộ nhớ 16.384 KB vẫn sẽ được yêu cầu để đọc tệp trong 3ds Max.

Khi tất cả các tùy chọn có thể làm mịn kết cấu độ phân giải thấp bị tắt, thời gian kết xuất sẽ giảm với độ phân giải kết cấu. Sử dụng kết cấu có độ phân giải thấp hơn sẽ giúp bạn tối ưu hóa nhu cầu của RAM, nhưng sự thay đổi thời gian kết xuất phụ thuộc vào khoảng cách của kết cấu từ máy ảnh và làm mờ cho cảnh của bạn. Trong trường hợp này, đôi khi bạn có thể cần phải đánh đổi thêm thời gian kết xuất để sử dụng RAM nhỏ hơn.

1.4 Nén

Có hai cách nén hình ảnh liên quan đến việc giảm khối lượng dữ liệu trong khi lưu thông tin.

Nén trong trường hợp không mất dữ liệu, thuật toán nén sẽ nén dữ liệu hình ảnh nhưng sẽ lưu tất cả thông tin (chi tiết) của hình ảnh. Nó cho phép bạn lưu hình ảnh nhiều lần hoặc chuyển đổi qua lại giữa các định dạng không nén và nén mà không làm giảm chất lượng của hình ảnh. Ví dụ: DEFLATE (.PNG), LZW (.GIF, .TIFF), RLE, ZIP (.TIFF)

Ngược lại các thuật toán nén mất dữ liệu sử dụng xấp xỉ và loại bỏ dữ liệu một phần để giảm đáng kể khối lượng tệp. Việc nén mất dữ liệu có thể làm giảm kích thước họa tiết của bạn rất nhiều, nhưng bạn cần xem xét đến việc mất chất lượng và chi tiết. Ngoài ra, mỗi khi bạn lưu lại hình ảnh được nén theo cách này thì việc mất chất lượng sẽ tăng lên. Ví dụ: JPEG

Trong 3ds Max kết cấu được tải vào bộ nhớ dưới dạng hình ảnh không nén, do đó, sử dụng định dạng tệp nén sẽ không làm giảm nhu cầu bộ nhớ mà hình ảnh đặt trên một cảnh. Tuy nhiên, nó sẽ giảm kích thước dự án trên ổ cứng có ảnh hưởng đến thời gian tải các nút trong kết xuất phân tán và mở nó trong ứng dụng 3d. 

1.5 Siêu dữ liệu

kết xuất giúp tối úu cảnh trong 3ds

Các hình ảnh mà bạn sử dụng làm kết cấu thường có thể chứa thông tin bổ sung như tên tác giả, kiểu máy ảnh và nhiều hình ảnh khác, nó được gọi là siêu dữ liệu. Các định dạng siêu dữ liệu phổ biến nhất hiện nay là IPTC-IIM, IPTC Core và Extension, PLUS, XMP, Exif và Dublin Core.

Siêu dữ liệu của tệp kết cấu bị loại bỏ trong khi kết xuất, do đó nó không thêm vào lượng bộ nhớ cần thiết để hiển thị cảnh. Bởi vì nó chủ yếu là văn bản đơn giản, nó cũng thêm rất ít vào kích thước của kết cấu trên ổ cứng. Với các tiêu chuẩn siêu dữ liệu ngày nay, nó thường mất vài hoặc hàng chục Kilobyte, đây chỉ là một phần nhỏ kích thước của một kết cấu trên ổ cứng.

Tuy nhiên, nếu bạn muốn xóa siêu dữ liệu khỏi các tệp kết cấu của mình, bạn có thể thực hiện điều đó trong Photoshop hoặc GIMP. Photomechanic và nhiều ứng dụng loại bỏ siêu dữ liệu trực tuyến miễn phí cũng cung cấp khả năng loại bỏ siêu dữ liệu hàng loạt khỏi hình ảnh.

2. Tối ưu hóa kết cấu

Trong trường hợp tối ưu hóa kết cấu, ý tưởng rất giống với tối ưu hóa hình học. Bạn nên sử dụng các kết cấu nhỏ nhất có đủ chất lượng để đạt được kết quả bạn muốn.

2.1 Làm thế nào để kiểm tra bao nhiêu tài nguyên máy tính mà kết cấu của bạn cần?

Một số công cụ Render có công tắc toàn cầu cho phép bạn tắt sử dụng bản đồ trong khi kết xuất. Đó là một cách tuyệt vời để kiểm tra ảnh hưởng của bản đồ đến tốc độ kết xuất, nhưng nó sẽ không xóa bản đồ khỏi bộ nhớ. Cách duy nhất là tạm thời xóa bản đồ khỏi đường dẫn của chúng trong tài liệu.

hướng dẫn render trong 3ds max

Đối với 3ds Max, tất cả các bản đồ được sử dụng trong một cảnh được đặt trong cùng thư mục với cảnh (hoặc thư mục con) sẽ hiển thị và sẽ tải vào bộ nhớ. Nếu bạn đang làm việc theo cách này, chỉ cần tạm thời di chuyển kết cấu của bạn lên một thư mục và cảnh của bạn sẽ không tìm thấy chúng.

Nếu bạn đang làm việc với các bản đồ nằm rải rác xung quanh các ổ đĩa của mình, thì bạn có thể tạm thời loại bỏ chúng trong Asset tracker (SHIFT + T). Chỉ cần đánh dấu kết cấu bằng phím SHIFT trong cửa sổ Asset tracker > nhấp vào tùy chọn đường dẫn trong thanh tùy chọn Asset tracker > Nhấp vào tùy chọn “Strips path”

2.2 Sử dụng kết xuất Pass để đánh giá chất lượng của kết cấu trong kết xuất

cách render trong 3ds max

Thường rất khó để đánh giá chất lượng của một kết cấu trên hình ảnh được kết xuất bởi vì nó được kết hợp với các yếu tố kết xuất khác như ánh sáng trực tiếp hoặc GI có thể gây nhiễu hoặc một phần của hình ảnh nằm trong bóng râm. Trong trường hợp này, thật tốt khi kết xuất thêm một đường chuyền Diffuse Texture để kiểm tra chất lượng của kết cấu được kết xuất. Hầu hết các công cụ render cung cấp kết xuất các đường chuyền như vậy; chúng cũng có thể được gọi là các phần tử kết xuất hoặc AOV. Trong V-Ray, nó được gọi là VrayDiffuseFilter.

2.3 Sử dụng Material Explorer

cách tối ưu cảnh trong 3ds max

Material Explorer là một công cụ tiện dụng sẽ giúp bạn nhanh chóng kiểm tra độ phân giải của kết cấu trong dự án của mình. Để bật tính năng này, hãy chuyển đến Rendering —> Material Explorer Display materials off –> Bạn có thể tắt tùy chọn này để ẩn các tài liệu không sử dụng bản đồ. Customize → Configure Columns → Show texture size → chọn “Texture size” – tùy chọn đó sẽ thêm một cột hiển thị cho bạn tất cả các kích thước của kết cấu.

Trong phần hướng dẫn này, bạn đã tìm hiểu về tất cả các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến ‘trọng lượng’ của kết cấu được sử dụng trong đồ họa 3d. Tóm lại, tối ưu hóa kết cấu bao gồm giảm độ phân giải, số lượng kênh và độ sâu màu của kết cấu để có được chất lượng của hình ảnh hiển thị mà bạn cần.