خبرهای دنیای سه بعدی را در وبلاگ ما بخوانید

معرفی افزونه Arnold Render و مقایسه آن با Mental Ray

معرفی افزونه Arnold Render و مقایسه آن با Mental Ray

یک برنامه رندر سه بعدی فیزیکی با روش رهگیری نور ( Ray Tracing ) و unbiased از طرف شرکت Solid Angle است که برای رفع تقاضای فیلم های انیمیشنی و جلوه های ویژه ساخته شده است. فیلم های معروفی از موتور رندر آرنولد استفاده کرده اند ، از جمله خانه هیولا، ابری با احتمال بارش کوفته قلقلی، آلیس در سرزمین عجایب ، ثور، کاپیتان امریکا ، مردان ایکس : کلاس اول ، انتقام جویان ، دم قرمزها ، جهان زیرین : بیداری ، دزد فضایی کاپیتان هارلوک ، ایلیسیم ، حاشیه اقیانوس آرام ، جاذبه و مرد پرنده ای.

مارکوس فاجاردو طراح اصلی آرنولد است . نقطه آغاز موتور Arnold Renderer در سال ۱۹۹۷ آغاز شد ، زمانی که فاجاردو تصمیم گرفت خودش یک موتور رندر بنویسد . وی در آن سال به کنفرانس Siggraph رفت و در آنجا هنگام صحبت با دوستانش که در کنفرانس شرکت کرده بودند، به روش stochastic ray tracing (یک بخش بنیادین از تکنولوژی رندر آرنولد) علاقه مند شد.

ورژن های اولیه موتور رندر فاجاردو ، RenderAPI نام داشت . نام آرنولد زمانی انتخاب شد که یکی از دوستانش نام آرنولد را برای به سخره گرفتن یکی از فیلم های آرنولد شوارتزنگر که در سینما دیده بودند ، پیشنهاد داد

موتور رندر آرنولد در ابتدا با همکاری شرکت Sony Pictures Imageworks توسعه داده شد و اکنون نیز موتور رندر اصلی آنها است . از موتور رندر آرنولد در بیش از ۳۰۰ استودیو در سراسر جهان استفاده می شود که در زیر تعدادی از آنها را مشاهده می کنید.

ایالات متحده امریکا

  • Whiskytree
  • Luma Pictures

کانادا

  • Sony Pictures Imageworks
  • Rodeo Visual Effects Company
  • The Embassy Visual Effects
  • Hybride technologies

انگلیس

  • Framestore
  • Cinesite

آلمان

  • Trixter

فرانسه

  • Mikros Image

استرالیا

  • Rising Sun Pictures

هند

  • Prana Studios
  • 88 Pictures

مقایسه

Arnold VS Mental Ray

تست اول : INTERIOR RENDER

سناریو یکسان برای هر دو موتور رندر : نور خورشید و آسمان +. صحنه شامل 3M رأس ، چند ضلعی ساده ، 3 پرش منتشر ، بدون caustics ، SSS ، اثرات پراکندگی، مو یا خز است. من تنها چند بافت را قرار داده ام، محیط زیست را خیلی تخت کرده است تا به ما یک دید واضح بدهد و مقایسه noise و کیفیت کلی را ارائه دهد

Arnold vs Mental Ray
Arnold vs Mental Ray

بین تصاویر بالا من هیچ تفاوت قابل توجهی در کیفیت را نمی بینم، رندر در آرنولد رندر کمی واضح تر است، اما noise نیز برجسته تر (به خصوص در مناطق سایه های مستقیم). رقیب جدید Ray GI NEXT بسیار شگفت انگیز است : می تواند با روش آرنولد بی طرفانه (که از الگوریتم های Montecarlo استفاده می کند) رقابت کند و جزئیات زیادی را حفظ کند ، به خصوص در مورد سایه های تماس کوچک . به این نزدیکات نگاه کنید

Arnold VS Mental Ray Render test
Arnold VS Mental Ray Render test

تست دوم :HAIR RENDER

Arnold vs Mental Ray
Arnold vs Mental Ray

در ان 2 مورد فقط یک منطقه نور را در سمت چپ قرار داده ام.(Final Fusion for Rational Mental از زمان GI NEXT با موها کار نمی کند).

باز هم ما هیچ اختلاف معنی داری بین دو رندر را متوجه نمی شویم، فقط تعجب می کنیم که چرا آنها رنگ های مختلف را ارائه می دهند.

تست سوم : BACKPLATE + HDRI RENDER

این یک سناریو بسیار رایج دیگر است: یک نور گنبدی HDRI + Shadow catchcher

هرچند آرنولد جزئیات بسیار کمی در زمان رندر کوتاه تر ارائه می دهد.

کیفیت 2 موتور رندر بسیار شبیه است، آرنولد می تواند نتایج واضح تر و رندر فلیکر را ارائه دهد و برای ارائه دهندگان معماری (ارائه دهندگان داخلی) و جلوه های ویژه (مایع و حجم) برتر است.

ویژگی های موتور رندر آرنولد

موتور رندر آرنولد یک raytracer مبتنی بر فیزیک سریع، کارآمد در استفاده از حافظه و مقیاس پذیر است. هدف این موتور رندر ساده کردن روند تولید شرکت های جلوه های ویژه و انیمیشن با کاهش مجموعه عناصر رابط کاربری و ترویج رویکرد single pass برای حذف هزینه های اضافی ذخیره سازی و مدیریت است.

برخی از ویژگی های موتور رندر آرنولد را در زیر می بینید:

خز و مو

یک ابزار اولیه منحنی raytraced باعث شده است که آرنولد بهترین انتخاب برای رندر کردن خز و مو با استفاده از کمترین میزان حافظه باشد. hair shader آن دوبرابر offset specular و transmission دارد و مخصوصا به گونه ای طراحی شده است تا میزان سوسو زدن موهای خیلی ریز را کاهش دهد.

موشن بلور

موشن بلور که از نظر سه بعدی دقیق است به درستی با سایه ها سایه ها، احجام، نورپردازی غیرمستقیم، انعکاس یا شکست نور تعامل برقرار می کند. Deformation motion blur بسیار کارآمد است و برای پولیگان ها، موها و ذرات به خوبی کار می کند. حرکت چرخشی نشانگر قوس های دایره ای دقیق است.

پراکندگی زیر سطحی

رویکرد پراکندگی زیر سطحی مبتنی بر raytracing باعث شده است تا تنظیم کردن ابرهای نقطه ای به تاریخ بپیوندد. استفاده از این قابلیت آسان است، نیاز به حافظه جانبی ندارد، از نورپردازی موشن بلور شده، نورپردازی تعاملی و مقیاس های عملکرد آن به طور بهینه پشتیبانی می کند، زیرا رشته های CPU بیشتری مورد استفاده قرار می گیرند.

حجم ها

سیستم رندر حجمی یا volumetric براساس الگوریتم های نمونه برداری مهم است و می تواند افکت هایی مانند دود، ابرها، مه، جریان گدازه و آتش را رندر کند. حجم ها با نورپردازی مستقیم و غیر مستقیم از منابع نور محیطی تعامل برقرار می کنند.

انعطاف پذیری و توسعه پذیری

به خاطر وجود یک رابط برنامه نویسی C++  با قیدهای Python، برنامه نویس ها می توانند از آرنولد در برنامه های External استفاده کنند و Shader ها، دوربین ها، فیلترهای نوری و درایورهای خروجی اختصاصی بسازند. آرنولد با برنامه های تجاری و خصوصی بسیاری ادغام شده است.

مقیاس پذیری

Arnold Renderer با دقت بالایی چند رشته ای شده است و از تمام رشته های CPU به صورت بهینه ای استفاده می کند. حتی برای عملیات تک رشته ای مانند لود کردن هندسه رویه ای، Displacement یا ایجاد شتاب اشعه های نور. قابلیت Hyper-threading باعث افزایش ۲۰ درصدی سرعت می شود.

نمونه ها

Arnold Renderer می تواند نمونه ها یا Instance های هر شی ای در صحنه را با استفاده از تغییر شکل و Override کردن متریال، Raytrace کند. به راحتی می توان هزاران یا حتی میلیون ها نمونه ساخت که باعث ایجاد تریلیون ها شی قابل رندر می شود که برای ساخت پوشش های گیاهی، محیط های بزرگ و جلوه های ویژه عالی است.

صرفه جویی در مصرف حافظه

به خاطر ساختارهای داده فشرده و بسیار بهینه آرنولد، می توانید صحنه هایی با صدها میلیون اشکال منحصربفرد را سریعا و با ردپای کمتری در حافظه رندر کنید.

بارگذاری هندسه معکوس

هندسه را می توان به صورت لحظه ای از طریق گره های رویه ای (یا Stand-in ها) ایجاد کرد و نیازی به ایجاد آنها به صورت پیشاپیش نیست. این امر مونتاژ مدولار صحنه ها را ممکن می سازد. گره های رویه ای می توانند فایل های ASS، OBJ، PLY و DLL/DSO را هدف قرار دهند که ایجاد و ترکیب صحنه های برنامه ریزی شده را میسر می سازد.

Subdivision و displacement

موتور رندر آرنولد از الگوریتم تقسیم سطوح Catmull-Clark پشتیبانی می کند. سپس رئوس تقسیم شده از طریق شبکه های Shader اختیاری vector-displace می شوند. فرکانس های بالا را می توان به طور خودکار به عنوان bump map ضبط کرد تا نیاز به subdivision بیش از حد را کاهش داد.

متغیرهای خروجی اختیاری ( AOV ها )

موتور رندر آرنولد می تواند هر تعداد AOV یا Pass ها را برای ترکیب بندی رندر کند، از جمله normal، Z-depth، موقعیت و ID mask ها. همچنین از داده های تصویر عمیق پشتیبانی می کند. Shader ها می توانند خروجی های اختصاصی خودشان را بسازند (مانند diffuse مستقیم و غیرمستقیم، specular، SSS و غیره).

رندرر خط فرمان مستقل

موتور Arnold Renderer دارای یک فرمت scene description داخلی است که در فایل های متنی قابل خواندن توسط انسان ذخیره می شود (Arnold Scene Source یا .ass). این فایل ها را به راحتی می توان ویرایش کرد و با رابط برنامه نویسی C/Python خواند و نوشت، می توان آنها را در زمان رندر لود کرد یا به رندرر خط فرمان Kick تغذیه کرد.

هنوز دیدگاهی ثبت نشده. شما اولین نفری باشید که درباره این مطلب نظر می دهد.
ارسال یک دیدگاه

ارسال یک دیدگاه

رفتن به نوارابزار