如何提高渲染效率？Blender Cycles渲染器设置解析
如何提高渲染效率？Blender Cycles渲染器设置解析
Blender是一款功能强大的3D设计软件，其Cycles渲染器的设置对渲染效率有着重要影响。本文将从硬件加速、采样次数、噪波阈值、光程、快速GI近似等多个维度，详细介绍如何优化Cycles渲染器的设置，以提高渲染效率。
硬件加速只选GPU，不同时勾选CPU
我们知道Blender Cycles渲染器是可以选择CPU或GPU加速的，大多数情况下我们都会选择GPU，因为它的工作效率会明显高于CPU，但在偏好设置里，我们其实是可以调整Cycles渲染加速选项的，如图1所示，在“编辑”、“偏好设置”、“系统”选项里，我们可以调整Cycles渲染设备，调整项目分别是顶层的加速算法和下方的加速硬件，对于NVIDIA独立显卡来说，选择OptiX加速算法的效率最高，而AMD显卡则可以选择HIP加速算法。
但切记一点：不要贪心同时勾选CPU和GPU硬件加速。如图2所示，左图为同时勾选后的渲染结果，耗时1分48秒36，而右图只勾选GPU，也就是只用RTX 2060渲染，时间反而缩短到了1分36秒35，所以对于Cycles渲染器硬件加速而言，只选择GPU就足够了，如此以来不仅提高了渲染效率，同时还可以将CPU解放出来，渲染图像的同时电脑还可以做点别的事情，比如一边渲染一边看看电影之类的，不至于整个系统都非常卡顿。
图1
图2
调整采样次数、噪波阈值，光程、快速GI近似
对于一个1024×1024分辨率的静态图片而言，1分半钟的渲染时长不算太夸张，但如果你的图片分辨率更高，或者你想要渲染一段动画，那至少就是数百帧的渲染量，单帧效率在这时候就非常重要了，这时候有好几种方法可以减少渲染时间，首先第一个就是降低渲染的采样值，如图3所示，我们可以修改采样数值，比如从默认的1024下调到768甚至512，就能非常明显地减少渲染时间，但代价就是渲染效果下降，质量和速度之间需要你自行取舍。
图3
第二个可以影响渲染时间的设置是“噪波阈值”，图3没有勾选此选项就意味着会采用默认值0，也就是最大程度的采样降噪，如果你想要调低采样降噪的频率来减少渲染时间，可以勾选“噪波阈值”并手动设置数值，数值越大，所需要的渲染时间就越短，但建议不要高于0.1，事实上0.1都已经有相当多的噪点了，大多数情况下可以设置为0.01，如果图片分辨率很高则可以相应地提高此数值，以本文工程项目为例，开启0.01的“噪波阈值”就可以把渲染时间缩短到1分19秒31，“噪波阈值”设置为0.02则进一步将渲染时间降低到了48.66秒，效率提升很明显，而且因为数值设置相对自由，所以在渲染效果和时长上权衡起来也比较容易。
图4
第三个影响渲染效果的设置是“光程”，也就是光线在场景中的反弹次数，对于游戏玩家而言可以理解为光线追踪的精度，尤其是你的工程场景中存在大量光源的情况下，减少光程计算量显然就会减少渲染时长。
如图4所示，右图为“完全全局照明”，也就是所有光线类型都设置为32次反弹，渲染时间会稍稍增加到1分37秒17。而左图则选择“直接光”，也就是漫反射和体积雾都不反弹光线，且整体总反弹次数不超过8次，渲染时间会大幅降低到1分20秒53，这还是在设置最高级别采样降噪的情况下，效率是肉眼可见的提升。但光程不能任意设置，“直接光”在一些特定情况下会导致渲染效果跑偏，因此如何调整光程需要具体问题具体分析。
图5
第四个方法就是如图5那样勾选“快速GI近似”来替代传统“光程”的功能，这种新算法速度很快，但质量细节不如传统全局照明方式，通过我的测试来看，在其他设置保持不变的情况下，可以将渲染时间从1分36秒35大幅减少到1分12秒21，作为动画输出来说画面的变化几乎是无感知的，所以如果你希望在尽量短的时间内完成渲染的话，勾选“快速GI近似”是很好的解决方案。
高分辨率图像渲染可关闭“平铺”功能
如果你需要渲染高分辨率图像，比如一张4K分辨率图，可能会发现Blender会将图像切分成数块来进行渲染，这是因为Blender默认开启了“使用平铺”功能，在“属性”页面找到“渲染”标签页，再找到“性能”选项下的“内存”，如图6所示，就能开关“使用平铺”功能，通过切割画面，每次只渲染一部分的方法来降低内存使用量。
图6
在前一个工程案例里我们可以看到，内存的峰值使用量为937MB左右，这个数值会随着渲染分辨率、采样精度的提升而提升，当提升到4K分辨率输出时，内存占用量会超过2.7GB。
不过考虑到现在大多数电脑的内存容量都已经是16GB起步，学习3D设计的读者朋友可能电脑内存容量中位数还会更高，所以在大多数情况下我们其实并不需要开启此功能，因为平铺切割的次数越多就意味着所需要的时间越多，在内存不是瓶颈的情况下可以关闭此选项以提高工作效率
提高Cycles渲染效率的方法还有不少
本期内容主要是通过渲染器设置来提高渲染效率，但实际上提高渲染效率的方法还有不少，比如降低工程的整体网格文件顶点数量，或使用分层式渲染+合成面板拼接的方式来机动调整渲染工作量，玩法其实挺多的。从整个Blender生态来说还有其他基于Cycles渲染器魔改而来的渲染器插件，比如K-Cycles等等，可以实现不少现阶段Cycles渲染器无法实现的功能且提高工作效率，总体来说可以研究的东西还不少呢。