Trong quan điểm của nhiều nhà phát triển và nghệ sĩ theo phong trào siêu thực, việc sử dụng phần mềm render không thiên vị (unbiased) trong các ứng dụng 3D như 3DS Max, Maya, Cinema 4D, Houdini hay Blender luôn tốt hơn, thực tế hơn so với phần mềm render thiên vị (biased). Tuy nhiên, điều này cũng dẫn đến nhiều hiểu lầm. Để hiểu rõ hơn về biased và unbiased, chúng ta cần biết ý nghĩa của các thuật ngữ này.

Unbiased Là Gì?

Unbiased có nghĩa là việc không sử dụng các thuật toán phức tạp hay kỹ thuật tính toán quá trình render. Trên một hình ảnh đồ họa, mọi ánh sáng (dưới dạng mẫu sampler) được coi như tương đồng, không có vùng nào quan trọng hơn vùng khác. Điều này đồng nghĩa với việc render unbiased yêu cầu một lượng ánh sáng rất lớn để tính toán toàn bộ scene, do đó cần thời gian render lâu hơn. Các phần mềm render unbiased thường chạy nhiều lần liên tiếp với kết quả trung bình để tạo ra hình ảnh sạch nhất.

Trong quá trình render unbiased, chúng ta thường phải chờ đợi như chờ đến mùa thu (nguồn ảnh: lamphimquangcao.tv)

Tuy nhiên, trong thực tế, việc sử dụng ray tracing nhanh hơn (tức là tính toán ánh sáng chỉ trên các tia ray từ camera tới các vùng khác nhau) thì biased render sẽ hiệu quả hơn. Vì lợi ích thẩm mỹ, người nghệ sĩ có thể biết rõ vị trí cần nhấn mạnh mà không cần phải tính toán tất cả các yếu tố trong scene. Mỗi phần mềm render đều có cách thiết lập bias để tăng tốc thời gian render (unbiased render lại chậm hơn biased).

“Unbiased có nghĩa là không giới hạn, không can thiệp bằng tùy chỉnh. Biased là có giới hạn tùy chỉnh khi thực hiện render.”

Sản phẩm so sánh giữa V-Ray và Octane trên phần mềm Cinema 4D của tác giả Dusan Vukcevic

Những Nhầm Lẫn Phổ Biến

Việc sử dụng phần mềm render unbiased không đảm bảo luôn cho ra kết quả chính xác nhất. Cả biased và unbiased đều không chính xác. Các loại giải thuật vật liệu như Blinn hay GGX chỉ là cách mô phỏng lại thế giới thực, không thể tái tạo được toàn bộ hiệu ứng nhanh hơn. Đối với Global Illumination (GI), việc cố gắng tạo nên thiết lập giống với GI gốc cũng đã là biased. Nhiều thiết lập do các nhà phát triển tự làm ngay từ đoạn mã của phần mềm 3D nhằm thỏa mãn sở thích của người nghệ sĩ đã trở thành biased.

Có một số phần mềm render phổ biến ở cả hai hướng biased và unbiased:

Unbiased

• Cycles (Blender) (có hỗ trợ GPU, xem trước thời gian thực)
• Solid Angle Anorld (xem trước thời gian thực)
• Corona (hiện đã trở thành phần của V-Ray)
• Mantra (SideFX Houdini)
• Octane Render (xem trước thời gian thực, thời gian render ngang ngửa biased)
• Maxwell Render (thời gian render lâu)
• V-Ray (một lựa chọn vừa biased, vừa có chức năng unbiased)

Biased

• V-Ray
• Redshift
• Mental Ray
• Render Man (Disney Pixar)

Cách Can Thiệp Và Tối Ưu Render

Để tăng tốc thời gian render, chúng ta có thể sử dụng các phương pháp sau:

• Thiết lập số lượng mẫu ánh sáng trả về camera để tính toán: điều này không thể thực hiện trong render unbiased, mà chỉ áp dụng trong các phương pháp render biased.
• Sử dụng cache (bộ nhớ đệm): điều này giúp linh hoạt điều chỉnh các vùng quan trọng trong tính toán Global Illumination (GI) hay caustic (hiện tượng khi ánh sáng đi qua vật liệu trong suốt có thay đổi bề mặt).
• Sử dụng Adaptive Sampling: đây là cách để tập trung tính toán GI vào các vùng quan trọng. Chẳng hạn, bạn biết rõ vị trí nào cần tính GI nhiều hơn, việc điều chỉnh các thiết lập sẽ giúp dồn dập tính GI vào chỗ đó.
• Loại bỏ hiệu ứng fireflies: việc tính toán fireflies (các điểm sáng đom đóm) là tốn thời gian trong các bức ảnh 3D. Thông thường, người nghệ sĩ không muốn sử dụng tính năng này, và việc tắt hoặc bật sẽ được thực hiện theo nhu cầu.
• Giới hạn hay giảm thiểu cường độ của ray khi dò: điều này giúp giảm hiện tượng fireflies trên bề mặt vật liệu có bề mặt phản xạ glossy. Rất nhiều người dùng sử dụng phương pháp này để giảm thiểu hiệu ứng này. Bất cứ can thiệp vào thiết lập này đều đã là biased, nhưng giúp render nhanh hơn đáng kể.

Lựa Chọn Tốt Nhất

Trên thực tế, việc sử dụng phần mềm render biased hay unbiased phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể. Không chỉ trong lĩnh vực phim điện ảnh, giải trí hay làm phim quảng cáo, mà các ngành y tế, mô phỏng hay nghiên cứu khoa học cũng sử dụng ứng dụng 3D. Đối với các dự án nghiên cứu, biased và unbiased có nghĩa sẽ khác biệt. Việc render được thiết lập đúng theo yêu cầu của khách hàng mới quan trọng, không quan trọng biased hay unbiased dành cho các chuyên gia nghiên cứu.

Với người nghệ sĩ làm phim quảng cáo tại Việt Nam, việc can thiệp vào thiết lập để giảm thời gian render luôn là lựa chọn tối ưu. Quan trọng là tạo ra những sản phẩm hài hòa thẩm mỹ phù hợp với yêu cầu của khách hàng, không quan trọng nó phải là biased hay unbiased. Điều đó chỉ dành cho các nhà khoa học.

HEFC đã chỉnh sửa đoạn này. Để biết thêm thông tin, vui lòng xem tại đây.