Tối ưu số mặt (poly) trong cảnh diễn hoạ

[nhatminh]

Một cảnh nội thất 40 triệu mặt nghe như phòng khách đầy chi tiết, nhưng mở cột Faces ra soi thì
thường phát hiện: 28 triệu nằm ở một bó hoa tải trên mạng, một cái đèn chùm và bộ ghế có TurboSmooth
để Iterations 4. Ba đối tượng, chiếm bảy phần mười cảnh, và không cái nào chiếm quá 5% diện tích
khung hình. Đó là hình mẫu chung của gần như mọi cảnh diễn hoạ chưa được dọn.

Số mặt ảnh hưởng tới cái gì

Mỗi mặt phải nằm trong RAM, phải ghi xuống ổ cứng khi lưu file, và phải được dựng cây gia tốc trước
khi bắn tia. Nhiều mặt thì: file nặng, nạp cảnh lâu, viewport giật, RAM cao.

Điểm hay bị hiểu sai: số mặt ảnh hưởng tới bộ nhớ và thời gian nạp mạnh hơn nhiều so với thời gian
bắn tia. Corona xử lý hình học rất tốt; một cảnh 30 triệu mặt vẫn render nhanh nếu đủ RAM. Vấn đề
là hầu hết máy đều không đủ.

Nguyên tắc gọn nhất: càng ít càng tốt, và chỉ tối ưu đúng chỗ nặng. Tìm ba đến năm đối tượng nặng
nhất rồi xử lý, phần còn lại thường không đáng công.

Sáu cách giảm số mặt, xếp theo thứ tự nên làm

1. Xóa hình học không xuất hiện trong ảnh. Vật thể ngoài tầm nhìn camera, vật thể bị che khuất
hoàn toàn, model ẩn, layer ẩn, bản vẽ CAD và ảnh mặt bằng đã dùng xong. Đây là công việc gần như
không có rủi ro mà lãi cao nhất.

2. Dùng Instance thay cho Copy. Khi copy dạng Copy, 3ds Max tạo một lưới mới, chiếm chỗ cả
trên đĩa lẫn trong RAM. Khi tạo dạng Instance, nó chỉ ghi lại rằng lưới này có thêm một bản ở vị
trí khác. Con số đo được trên cùng một cảnh xe: 1100 MB đĩa và 6,7 GB RAM khi dùng Copy, so với 71 MB
đĩa và 1,9 GB RAM khi dùng Instance. Đổi lại, mọi bản instance phải giống hệt bản gốc.

3. Chỉnh độ chi tiết theo khoảng cách tới camera. Chiếc xe ở cuối phố không cần lưới như chiếc xe
ở tiền cảnh. Bức tường xa không cần vát góc. Đây là tư duy LOD (level of detail) — nghĩ theo khung
hình, không nghĩ theo mô hình.

4. Hạ Iterations của TurboSmooth và MeshSmooth. Mỗi bậc Iterations nhân số mặt lên khoảng bốn lần.
Từ 3 xuống 2 là giảm bốn lần, và trên ảnh gần như không nhìn ra khác biệt với vật thể ở tầm trung.

5. Dùng các modifier tối ưu của 3ds Max.

Modifier	Đặc điểm	Hợp với
Optimize	Cũ, đơn giản, có bảng Before/After để đối chiếu	Mặt phẳng có lưới dày vô lý
MultiRes	Nhanh hơn Optimize, đặt được theo phần trăm hoặc số đỉnh	Giảm hàng loạt theo tỷ lệ
ProOptimizer	Tương tác trực tiếp, giữ được UV, vật liệu, màu đỉnh, đối xứng	Model tải về, vật thể hữu cơ

Vật thể hình dạng không đều như đá, địa hình, cây chịu được giảm mạnh; bề mặt phẳng lớn có lưới dày
cũng vậy. Ngược lại, đừng chạy ProOptimizer lên khối kiến trúc có cạnh thẳng — nó làm méo cạnh.

6. Collapse đúng lúc, và biết khi nào đừng collapse. Đối tượng đã áp modifier tối ưu thì nên
collapse trước khi render để bớt RAM và dung lượng. Nhưng với TurboSmooth và MeshSmooth thì ngược
lại: giữ model thô cộng modifier nhẹ hơn nhiều so với collapse thành Editable Poly.

Editable Spline cũng vậy. Dựng lan can, đường ống, phào chỉ bằng spline kèm Lathe hoặc Sweep rồi giữ
nguyên dạng spline: cùng một cụm vật thể chỉ chiếm 0,4 MB dạng spline so với 4,6 MB sau khi chuyển
thành Editable Poly, trong khi thời gian render gần như bằng nhau.

Hàn đỉnh và gộp đối tượng

Còn một hướng nữa: giảm số đối tượng. Cảnh có 4000 vật thể rời, mỗi cái vài trăm mặt, nặng cho
card đồ hoạ hơn là 40 vật thể mỗi cái vài chục nghìn mặt.

Công cụ hay dùng ở xưởng là bộ script của SiNi Software: Attach by Materials gộp mọi đối tượng
dùng chung một vật liệu, Attach by All Objects gộp toàn bộ. Kèm theo là Weld Verts hàn các
đỉnh nằm sát nhau — vừa giảm poly, vừa giảm tải cho card đồ hoạ, vừa giảm dung lượng file.

Gộp đối tượng có cái giá của nó: sau khi Attach thì không tách riêng từng cái ra chỉnh được nữa, và
Material ID sẽ bị dồn vào một Multi/Sub-Object. Chỉ làm ở bản _render, không làm trên file dựng hình.

Ứng dụng trong kiến trúc và thiết kế

• Cảnh nội thất 40 triệu poly — mở cột Faces, xử lý năm đối tượng nặng nhất. Thường là hoa, đèn,
  ghế bọc và rèm. Chỉ cần hạ chúng xuống là cảnh về mức làm việc được.
• Model tải từ thư viện 3D — gần như luôn có TurboSmooth để Iterations cao và lưới dày ở chỗ không
  ai nhìn. Kiểm tra modifier stack trước khi đưa vào cảnh, không đưa vào rồi mới sửa.
• Mặt đứng nhôm kính lặp lại 30 tầng — dựng một module chuẩn rồi nhân bản dạng Instance. Đừng copy
  rồi chỉnh lẻ từng tầng, vì mỗi bản chỉnh lẻ là một lưới mới trong RAM.
• Cảnh quy hoạch có hàng trăm khối nhà nền — dùng khối hộp đơn giản cho các khối xa, chỉ dựng chi
  tiết cho ba đến bốn công trình trong tầm nhìn chính.
• Thư viện nội bộ của xưởng — tối ưu xong model nào thì lưu lại vào thư viện đã tối ưu. Sau vài dự
  án, phần lớn model hay dùng đã sẵn sàng.

Mẹo và lưu ý

• Luôn giữ bản gốc trước khi chạy modifier tối ưu. Các modifier này phá hình học và Undo không
  phải lúc nào cũng cứu được sau khi đã collapse.
• Với mặt phẳng lớn có lưới dày, dùng Optimize cho nhanh. Với model hữu cơ có UV, phải dùng
  ProOptimizer vì nó giữ được thông tin trải UV.
• Mặt phẳng render sẵn kèm opacity map là cách thay thế triệt để cho hình học xa. Chi tiết:
  Tối ưu texture — nguyên nhân phình file bị bỏ qua nhiều nhất
• Đưa các thói quen này vào lúc dựng thì không tốn thêm thời gian nào; để tới lúc phát hiện render quá
  lâu mới làm thì đắt hơn nhiều.

Dùng kèm hoặc thay thế

• Đo số mặt và tìm model nặng nhất: Vì sao render chậm — tìm đúng nút thắt trước khi chỉnh
• Corona Proxy — giữ lưới nặng ngoài file cảnh: Corona Proxy — đưa model nặng vào cảnh mà máy không nghẹn
• Corona Scatter — rải hàng nghìn vật thể mà không nhân số mặt: Corona Scatter — rải vật thể hàng loạt bằng công cụ có sẵn
• Bộ plugin SiNi Software cho việc gộp và thay thế đối tượng: SiNi Software — bộ plugin dọn dẹp và thay thế đối tượng

Video tham khảo (YouTube)

• SiNi MAXScript - Attach by Materials (SiNi Software)
• SiNi MAXScript - Attach by All Objects (SiNi Software)
• 3Ds Max ProOptimizer Reducing Polygons (RealLifeEd)
• 3ds Max Geometry Optimization: Reduce Poly Count Without Losing Detail (Yurii Shevchyshyn)
• Speed Tutorial- Optimize Poly geometry -3ds max- Pro optimizer. (Mexa Tutor Cg Artist)

Tài liệu tham khảo

• Optimization Modifiers (3ds Max Help) — tổng quan ba modifier tối ưu và khi nào dùng cái nào.
• ProOptimizer Modifier (3ds Max Help) — tài liệu chính chủ của modifier mạnh nhất trong nhóm.
• MultiRes Modifier (3ds Max Help) — giảm theo phần trăm hoặc số đỉnh, nhanh hơn Optimize.
• Corona Proxy (Chaos Docs) — đưa lưới nặng ra khỏi file cảnh thay vì giảm chi tiết.
• SiNi Software — trang chính chủ bộ script gộp, thay thế và dọn hình học.