Наука | 
2
55630

Рендеринг и популярные рендеры: программы, советы и ссылки

Ключом к теоретическому обоснованию моделей рендеринга служит уравнение рендеринга. Оно является наиболее полным формальным описанием части рендеринга, не относящейся к восприятию конечного изображения. Все модели представляют собой какое-то приближенное решение этого уравнения.

на сайте с 27 декабря 2007

О рендеринге в целом

Ре́ндеринг (англ. rendering — «отрисо́вка») в компьютерной графике — это процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы. Здесь модель — это описание трёхмерных объектов на строго определённом языке или в виде структуры данных. Такое описание может содержать геометрические данные, положение точки наблюдателя, информацию об освещении. Изображение — это цифровое растровое изображение. Проще говоря, рендеринг — создание плоского изображения (картинки) по разработанной 3D сцене. Синонимом в данном контексте является Визуализация.

Это один из наиболее важных разделов в компьютерной графике, и на практике он тесным образом связан с остальными. Обычно, программные пакеты трехмерного моделирования и анимации включают в себя также и функцию рендеринга. Существуют отдельные программные продукты, выполняющие рендеринг.

В зависимости от цели, различают пре-рендеринг, как достаточно медленный процесс визуализации, применяющийся в основном при создании видео, и рендеринг в реальном режиме, применяемый в компьютерных играх. Последний часто использует 3D-ускорители. Продолжение

RenderMan


RenderMan — программный продукт, пакет программ, промышленный стандарт рендеринга для 3D анимации. В частности существует как стандарт описания трехмерных данных для их последующей визуализации так и как отдельно стоящий рендер выпущенная в последнее время под тем же названием.

RenderMan создан компанией Pixar и используется с 1987 года многими известными продакшен хаусами.

В большинстве случаев реализация стандарта Renderman — это комплекс программ, вызываемых из командной строки и играющих определенную роль в процессе рендеринга. Стандарт различает понятия файлов описания сцены и геометрии — RIB-файлов, и файлов описания материалов — SL-файлов, или шейдеров. Все эти файлы имеют простой текстовый формат, описанный в спецификации. Файлы шейдеров представляют из себя минипрограммы на сильно упрощенном диалекте языка C.

Существуют коннекторы к большинство программ 3d-моделирования: Maya, 3ds Max. Продолжение

Полезная информация

Interior Render

Mental ray


Mental ray — профессиональная система рендеринга и визуализации изображений, разработанной компанией mental images (Германия). mental ray интегрирован в Softimage|XSI (с 1996 года тогда Softimage назывался Sumatra) , Autodesk Maya c 2002), Autodesk 3ds Max (c 1999), Houdini, SolidWorks, так же имеется версия standalone. Это мощный инструмент визуализации, поддерживающий сегментную визуализацию (подобно механизму сопровождающей визуализации, реализованному в Maya, возможно отдельно считать по пасам, occulusion, тени, отражения, впрочем этим сейчас обзавелись практически все системы рендера, рендер по пасам имеет V-Ray, finalRender, RenderMan и др. Также технологию распределённой визуализации, позволяющую рационально разделять вычислительную нагрузку между несколькими компьютерами (многопоточный и сетевой рендеринг) до 8 процессоров на одном компьютере и 4 сетевых. Также имеется функция Global Illumination позволяет имитировать многократное светоотражение. С помощью режимов Final gather (аналог в V-Ray режим GI Монте Карло, теперь Brute Force) и Photon. Также имеется каустика и motion blur. Преимущество mental ray в его расширяемости. Можно написать шейдеры на языке С++, что выделяет его из других рендероров и дает право называться продакшн рендером как и RenderMan. Продолжение

Использование Mental Ray шейдеров и материалов


С mental ray мы можем использовать разнообразные шейдерыв(тонировщики) и материалы. Шейдер в mental ray сопоставим карте в основных материалах 3ds max, но шейдеры имеют более широкое применение. Шейдеры и материалы, предусмотренные для использования с mental ray не работают со сканлайном: если мы попытаемся, визуализировать их со сканлайном, они окажутся полностью черными.

Большинство шейдеров, присутствующих в 3ds max, написаны создателями mental ray, mental images, или компанией, названной lume. Разнообразие шейдеров доступно, в зависимости от типа компонента, на который мы назначаете shader. Из-за большого количества шейдеров и большого количества параметров настройки в этом уроке мы затронем только некоторые из них. Этот урок будет только введением в некоторые из возможностей.

Использование шейдеров ментал рэй в качестве карт

При использовании mental ray в качестве рендера мы можем использовать дополнительные карты, которы можно увидеть в Material Editor и Material/Map Browser. Если есть возможность их использовать, они подсвечены желтым цветом. Если в качестве рендера стоит сканлайн, то мы не сможем увидеть эти карты, пока не включим Show > Incompatible. В этом случае дополнительные карты будут подсвечены серым цветом. Продолжение

Использование Mental Ray

V-Ray

V-Ray - система рендеринга (визуализации изображения), разработанная компанией Chaos Group (Болгария).

Первая бета версия рендерера V-Ray появилась в 2000 году.

V-Ray работает как плагин для Autodesk 3ds Max , Cinema 4D, SketchUp, Rhino, TrueSpace7.5, Autodesk Maya (в бэта - версии с 2005года), как отдельный модуль Standalone, Blender (через Standalone - модуль).

V-Ray хорошо себя зарекомендовал в архитектурной визуализации, активно используется в кинопроизводстве и на телевидении, благодаря хорошему соотношению скорости просчета к качеству изображения и большим возможностям.

V-Ray полностью построен на основе метода Монте-Карло (Quasi Monte Carlo - QMC, и его дальнейшей фирменной реализации - DMC).

V-Ray - это рейтрейсный рендер, в котором присутствует несколько алгоритмов просчета глобального освещения (Global Illumination):
- Light Cache,
- Photon Map (фотонная карта),
- Irradiance Map,
- Brute Force (DMC), Продолжение

Использование V-Ray

Рендер интерьера в VRay


ЧАСТЬ 1: Настройка глобального освещения.

Шаг 1: Пробный рендер.

1.1 Запускам 3Dmax и открываем сцену (ее можно скачать отсюда).
1.2 Выбираем VRay в качестве движка для просчета картинки (Rendering -> Render -> Common -> Assign Render -> VRay ).

Теперь, так как настройки VRay по умолчанию не очень подходят для создания быстрых превью, мы несколько изменим их перед тем как сделать первый пробный рендер.

1.3 Включите опцию Override mtl во вкладке Global Switches настроек рендера. Теперь нажмите кнопку, находящуюся рядом и выберите материал типа VRayMtl .
1.4 На очереди Image Sampler . Настраиваем его как Fixed .
1.5 Разрешение изображения выставляем в районе 400Х325.
1.6 Теперь двигаемся во вкладку System настроек рендера и настраиваем Region Size = 32 X 32 пикселя.
1.7 Также, при желании, вы можете включить функцию Frame Stamp , которая позволит проставить время рендера на полученном изображении.
1.8 Ставим на просчет. Продолжение

Exterior Render

Maxwell Render


Maxwell Render компании Nextlimit представляет собой самостоятельную систему визуализации (рендеринга) трехмерных объектов, которая построена по принципу «без допущений». То есть в ее основу положены физические свойства света и поверхностей. Так как программа использует уравнения волновой теории света (см. ниже), это позволяет визуализировать трехмерные сцены с беспрецедентным качеством.

Пример рендера в Maxwell Render

Система полностью воспроизводит не только волновые свойства света, что позволяет без труда воспроизводить многие физические явления, например разложение света на спектр после прохождения призмы. Сам визуализатор расчитывает такое поведение света, не заставляя пользователя прибегать к различным трюкам и ухищрениям.

Кроме того, используя модель реальной физической поверхности объекта, Maxwell Render расчитывает взаимодействие света с этой поверхностью так, как это происходит на самом деле. Поэтому в системе наиболее логично использовать единицы измерения системы СИ. Не физические системы визуализации используют иной подход и работают с поверхность и ее характеристиками иначе (чаще - просто симулируют тот или иной эффект при помощи различных типов тонировки (shader)). Иначе - различные характеристики обрабатываемой поверхности искусcтвенны, определяются только пользователем и никак не зависят от ее реальных свойств. В результате часто можно видеть различные артефакты, недоработки в финальном изображении. Интересной особенностью Maxwell Render является отказ от способа представления света в виде квантов (фотонов). Переход к работе с волновыми характеристиками позволил описать свойства виртуального источника света так, как это делается с реальными источниками. Например, цвет теперь задается не набором значений RGB, а длинной волны или температурой поверхности светящего объекта. Эти два параметра между собой тесно связаны. Ближайщим аналогом были фотометрические источники света в системе 3ds Max. Продолжение

Важно знать

FinalRender

FinalRender это система трассировки лучей для 3ds max 4.2. Она позволяет пользователям, использующим 3ds max 4.2, создавать эффекты, ранее недоступные в 3ds max при линейном рендеринге. Одним из несомненных достоинств finalRender является интеграция в 3dsmax. Этот модуль представляет собой набор совокупных модулей: материалы, карты, атмосферу, эффекты, освещение, утилиты и даже модификаторы.

Для рендеринга картинки не требуется никаких специальных материалов, что позволяет не переназначать материалы и текстуры для уже существующих сцен и объектов. Процесс работы над сценой точно такой же, как и в "чистом" 3ds max: просто присваиваете материалы объектам в вашей сцене и нажимаете на кнопку "рендер". Процесс рендеринга протекает как обычно, за исключением того, что finalRender перехватывает управление процессом когда требуется.

FinalRender это модуль, не требующий перевода вашей сцены в свой формат. Вместо этого finalRender полностью интегрируется и внешне выглядит как часть ядра 3ds max. FinalRender использует свое освещение, атмосферные эффекты и материалы.

Sub-Surface Scattering в действии .

LumaObject , модуль иллюминации, теперь является частью ядра системы трассировки лучей finalRender. LumaObject это модуль, который может превратить объект любого типа, даже частицы, в светоиспускающий объект. BunchOfVolumes также включен в пакет finalRender. Этот модуль позволяет создавать объемный свет и атмосферные эффекты в 3ds max. Так, использование BunchOfVolumes не только ускоряет процесс рендеринга, но и позволяет пользователю накладывать подобные эффекты без повторной визуализации сцены. Продолжение

Каустика в finalRender

Этот урок является информационным, мы познакомимся с каустикой в finaRender. Узнаем что это такое и как добится желаемого результата, поиграем с параметрами для сокращения времени визуализации и повышения четкости картинки. Для работы на потребуется 3ds max 4, mental ray и сам finalRender, ну и конечно же желание понять - что это такое "Каустика"

Начнем с создания демо сцены, создадим примитиву plane и в ее центр поместим объект tube

Затем добавим в сцену источник света spot и камеру, направим ее и источник света в центр объекта tube.

Теперь нам надо сделать два материала:
Можно использовать стандартный материал standart - но зачем ездить на автобусе если мы можем летать! - возьмем за основу материал finalRender. Продолжение

Использование finalRender

Fryrender

Fryrender - новый рендер, разработанный компанией Feversoft. Просчет выходного изображения выполняется в соответствии с законами физики, поэтому финальный результат максимально возможно приближен к жизни. Механизм рендера моделирует свет и материалы в соответствии с законами природы, после того, как сцена отредактирована, fryrender произведет симуляцию симуляцию того, что должна видеть виртуальная камера. Это и есть та особенность рендера, которая выделяет его из себе подобных. Fryrender может создавать специальный формат сцены, в котором можно перемещаться в реальном масштабе времени.

Фундаментальная концепция

Fryrender симулирует реальное распространение лучей света и свойства материала. В процессе рендеринга учитывается искажения оптики камеры и восприятие человеческим мозгом цветовой составляющей световой волны. Используя этот рендер совсем не обязательно быть профессионалом в этих областях физики, хотя знания помогут лучше понять механизм работы рендера и получить наилучший результат в процессе использования. Продолжение

Комментарии

2 декабря 2011 в 05:49
 
Не понятно, или я тупой.

Оставить комментарий

Поделиться с друзьями

Share on Twitter