RenderMan
| RenderMan | ||
|---|---|---|
 | ||
| Generel information | ||
| programtype | strålesporing | |
| Udvikler | pixar | |
| Licens | proprietær software | |
| Versioner | ||
| Seneste stabile version | 22 (september 2018) | |
| læsbare filer | ||
| RenderMan Interface Bytestream | ||
| Links | ||
RenderMan er både software og API udviklet af Pixar til distribueret netværksgengivelse af komplekse 3D-billeder , som bruges i renderfarme med mange klientcomputere . Disse klientcomputere kræver ikke 3D-grafikkort , selvom de kan drage fordel af dem, hvis de er til stede.
Behandle
Scene-gengivelse og raytracing- animationer , der indeholder:
- optisk refleksion / brydning .
- fotometriske lys .
- hår.
- hud.
- linse effekter.
De kan tage lang tid at behandle på en normal computer, afhængigt af kompleksiteten og størrelsen af de enkelte billeder. For animationer kan antallet af billeder pr. sekund og den samlede tidsperiode for animationssekvensen også i høj grad forlænge den samlede gengivelsestid.
Gengivelsesprocessen kan fremskyndes ved at underinddele de overordnede billeder individuelt i f.eks. 10 x 10 pixel bidder og distribuere beregningen af hver chunk på tværs af en stor samling af andre klientcomputere på netværket. For meget komplekse billeder og meget store serverfarme kan individuelle pixels distribueres til at blive behandlet af hver klient.
Virksomheder og universiteter kan bruge kontor- eller laboratoriecomputere til at lave intense natlige gengivelser, når computere er inaktive. Det kan også gøres kontinuerligt som en lavprioritet baggrundsproces på kontor- og laboratoriecomputere.
Historie
RenderMan sporer sin oprindelse til University of Utah i 1970'erne, hvor Pixar-grundlæggeren Ed Catmull lavede sit doktorgradsarbejde om gengivelsesproblemer . [ 1 ] Derfra skiftede scenen til Lucasfilm i Californien, hvor Catmull og et par andre grafikforskere kom til at arbejde med grafiksoftware specifikt til brug i film (en del af Lucasfilm blev senere til Pixar).
Forskerne havde det eksplicitte mål at være i stand til at skabe komplekse fotorealistiske billeder i høj kvalitet, [ 1 ] , der pr. definition praktisk talt ikke kunne skelnes fra live action-optagelser. De begyndte at skabe en gengivelsesmotor for at hjælpe dem med at nå dette mål, den havde en innovativ arkitektur designet fra bunden, der inkorporerede teknisk viden opnået fra tidligere forskning udført i både Utah og NYIT . Loren Carpenter implementerede kernedele af renderingsmotoren, og Rob Cook skrev shader-undersystemet. Pat Hanrahan fungerede som hovedarkitekt for hele projektet. Gengivelsesalgoritmen fik navnet REYES, [ 1 ] et navn med dobbelt oprindelse. Han blev inspireret af Point Reyes , et naturskønt sted på Californiens kyst , som Carpenter kunne lide at besøge. For udviklingsteamet var navnet også et akronym for Render Everything You Ever Saw , en bekvem sætning til at opsummere deres ambitiøse forehavende.
På SIGGRAPH- konferencen i 1987 præsenterede Cook, Carpenter og Catmull et papir kaldet The Reyes Rendering Architecture , der forklarede, hvordan renderingsmotoren fungerede . [ 1 ] Senere i SIGGRAPH i 1990 blev skyggesproget omtalt i en artikel med titlen. Et sprog til skygge- og lysberegninger af Hanrahan og Jim Lawson. [ 1 ] I 1989 blev programmet kendt som RenderMan og begyndte at blive licenseret til visuelle effekter af CGI og animationsfirmaer. Derudover blev Lucasfilm CG-divisionen udskilt til sit eget firma, Pixar i 1983 og blev købt af Steve Jobs i 1986. [ 1 ]
Selvom RenderMans offentlige tilbud først fandt sted i 1989, blev softwaren brugt internt hos Lucasfilm/Pixar længe før da, til at skabe visuelle effekter til film, animerede shorts og tv-reklamer. [ 1 ]
I 1982 blev Genesis-effekten i filmen Star Trek II: The Wrath of Khan skabt ved hjælp af en tidligere version af RenderMan, da han var glasridderen fra filmen The Young Sherlock Holmes udgivet i 1985. [ 1 ]
I dag bruges RenderMan rutinemæssigt af store animations- og visuelle effektstudier rundt om i verden takket være dets uovertrufne track record – det er hurtigt, stabilt, effektivt, når det kommer til at håndtere store scener med kompleks geometri, [ 1 ] overfladeudseende og belysning. [ 1 ] Outputtet er et billede af høj kvalitet, der kan bruges alene (f.eks. i tegneseriefilm) eller klar til sammensætning med eksisterende billeder (f.eks. i live-action-film).
Historisk set var den første inkarnation af RenderMan som et Macintosh -program, der kørte på Motorola 68000/68030, System 6 og LocalTalk-processorer. render gårdberegninger blev vist individuelt; for eksempel kunne en hurtig Macintosh SE /30 med monokrom udgang deltage i gengivelsen af fuldfarvebilleder og sende resultaterne tilbage til en langsommere, men farvekompatibel Macintosh II .
Terminologi
Navnet RenderMan kan forårsage forvirring, da det er blevet brugt til at henvise til forskellige Pixar-udviklinger:
- RenderMan Interface Specification ( RISpec ) , Pixars tekniske specifikation for en standard kommunikationsprotokol (eller grænseflade) mellem 3D computergrafikprogrammer og gengivelsesprogrammer. [ 2 ]
- RenderMan Shading Language ( RSL ) , scriptsproget, der specificerer al den skygge , som RenderMan gør. Den har en syntaks svarende til C [ 3 ] og indeholder et sæt indbyggede funktioner, der er direkte relateret til grafik og RenderMan. [ 4 ]
- PhotoRealistic RenderMan ( PRMan ) , et RenderMan-gengivelsessoftwaresystem, altså en kompatibel implementering, udviklet af Pixar baseret på dets egen specifikation.
- RenderMan bruges også almindeligvis til at henvise til andre renderingsmotorer, der overholder RenderMan-standarden, såsom Pixie. [ 5 ]
RenderMan Interface Specification (RISpec)
Det er en standard blandt modellerings- og gengivelsesprogrammer, der er i stand til at producere fotorealistiske kvalitetsbilleder . [ 6 ] Et gengivelsesprogram, der implementerer RenderMan-grænsefladen, adskiller sig fra en implementering af tidligere grafikstandarder ved at: [ 6 ]
- Det skal simulere et rigtigt kamera og dets mange attributter, foruden blot positionen og synsretningen.
- Den skal acceptere kurvede geometriprimitiver, så du ikke kun kan vise grundlæggende geometri nøjagtigt.
- Den skal kunne simulere forskellige materialers og lyskilders optiske egenskaber.
Det er designet, så de nødvendige oplysninger til at specificere et fotografisk billede kan videregives til forskellige gengivelsesprogrammer på en kompakt og effektiv måde. Selve grænsefladen er designet til at håndtere forskellige hardwareenheder , softwareimplementeringer og gengivelsesalgoritmer . Den aktuelle specifikationsversion er 3.2.1 . [ 6 ]
RenderMan Shading Language (RSL)
Det er et kraftfuldt skyggesprog, der giver brugerne mulighed for at skrive brugerdefinerede programmer kaldet shaders for fuldt ud at definere overflader og deres interaktion med lyskilder. [ 1 ] Disse shaders er opdelt i:
Overflade shaders
Håndterer beregningen af farve og opacitet af primitivernes overflade. Evaluerer tekstur , refleksioner, brydning og belysningsmodel (Lambert, Blinn osv.) af et materiale. [ 3 ] De arbejder sammen med lysskyggere for at bestemme mængden af lys, der falder ind på overfladen for at "belyse" objektet. De arbejder også med volumenskyggere for at bestemme, hvor meget volumetrisk farve og opacitet, der tilføjes til den endelige skyggefarve og opacitet af overfladen. [ 4 ]
Forskydningsskyggere _
Flyt overfladepunkter på gengivelsestidspunktet og genberegn nye overfladenormaler. disse tager sig også af bump mapping blot ved at genberegne normalen uden at flytte punktet på overfladen. [ 4 ]
Volume shaders
At skabe volumetriske effekter såsom atmosfærisk dis, røg, atmosfæriske skygger osv. kan bruges på tre måder: som omgivende shaders , indvendige shaders eller udvendige shaders . En miljøskygger gengiver volumeneffekter mellem kameraet og synlige overfladepunkter (langs kameraets stråler). Indre shaders evalueres inde i delvist gennemsigtige objekter, mens ydre shaders evalueres når stråler reflekteres/brydes mellem objekter og giver den atmosfæriske dæmpning. [ 4 ]
Lys shaders
De er ansvarlige for skyggeberegninger enten ved at få adgang til forudberegnet skyggekort eller ved at beregne skygger direkte ved strålesporing . De kan kaldes under udførelse af overfladeskyggere og atmosfærevolumenskyggere for at bestemme intensiteten og belysningsfarven af det aktuelle skyggepunkt. [ 4 ]
PhotoRealistic RenderMan (PRMan)
Det er en højtydende integreret gengivelsesmotor, der bruges til at tackle komplicerede 3D-scener. Den tilbyder imponerende resultater og betragtes i øjeblikket som en hybridmotor, der blander de seneste fremskridt inden for ray-tracing med de traditionelle områder, der har været stærke sider. [ 7 ] Det bruges af nogle uddannelsesinstitutioner til at teste nye koncepter i CGI. [ 8 ]
RenderMan
Der er flere renderingsmotorer baseret på RISpec, både kommercielle såsom Renderman Pro Server selv, [ 7 ] eller 3dlight, [ 9 ] såvel som open source Pixie RenderMan. [ 5 ]
Referencer
- ↑ a b c d e f g h i j k Raghavachary, Saty. "En kort introduktion til RenderMan" (HTML ) . USA: Pixar . Hentet 13. oktober 2014 .
- ^ "The RenderMan Interface Specification" (HTML ) . USA . Hentet 12. oktober 2014 .
- ^ a b "Skriv og kompilering af en simpel shader" (HTML ) . USA . Hentet 12. oktober 2014 .
- ^ a b c d e "Introduktion til skygge" (HTML ) . USA . Hentet 12. oktober 2014 .
- ^ a b "Pixie open source RenderMan" (HTML ) . USA . Hentet 12. oktober 2014 .
- ↑ a b c "RenderMan-grænsefladen version 3.2.1" (PDF ) . BRUG. november 2005. Arkiveret fra originalen den 23. maj 2015 . Hentet 12. oktober 2014 .
- ^ a b "RenderMan" (HTML ) . USA . Hentet 12. oktober 2014 .
- ↑ Cyrus Jam; Mike Bailey (2005). "Brug af Photorealistic RenderMan til direkte volumengengivelse af høj kvalitet" . San Diego Supercomputer Center, University of California San Diego .
- ↑ "Oversigt - 3Delight" (HTML) (på engelsk) . BRUG. Arkiveret fra originalen den 22. september 2014 . Hentet 12. oktober 2014 .
