3D Моделдеуге арналған Mental Ray рендері

Кіріспе

Mental Ray (mental ray деп стильделген) – 3D рендеринг үшін өндіріс сапасындағы сәулелерді іздеуге арналған қосымша. Оның Берлиндегі әзірлеушісі Mental Images компаниясы 2007 жылы Nvidia компаниясымен сатып алынды, ал Mental Ray 2017 жылы қолданудан тоқтатылды. Mental Ray көптеген көркем фильмдерде қолданылды, оның ішінде "Халк", "Матрица: Жаңару" және "Матрица: Революция", "Жұлдызды соғыстар: Екінші эпизод – Клондардың шабуылы", "Ертеңгі күн" және "Посейдон" фильмдері бар. 2017 жылдың қараша айында Nvidia компаниясы жаңа Mental Ray тіркелімдерін ұсынбайтынын хабарлады, бірақ 2018 жыл бойына қолданыстағы плагин клиенттері үшін қателерді түзетулермен техникалық қолдау жаңартулары шығарылды.

Ерекшеліктері

Mental Ray-дің басты ерекшелігі – көппроцессорлы машиналарда және рендер-фермаларда параллель жұмыс істеу арқылы жоғары өнімділікке қол жеткізу. Бағдарламалық жасақтама негізгі көрінетін беттерді анықтау үшін сканерлеу жолы және сәулелерді іздеу арқылы екіншілік сәулелер үшін бинарлық кеңістікті бөлу сияқты үдету техникаларын пайдаланады, ал жарық тасымалын модельдеудің негізгі симуляциясын шешу үшін Квази Монте-Карло әдістерін қолданады. Сонымен қатар, фотондық карталарды қолдана отырып, жаһандық жарықтандырудың физикалық тұрғыдан дұрыс симуляциясын қолдайды. Диффузиялық, жылтыр (жұмсақ немесе шашыраңқы) және айналдыра шағылысу мен өткізудің кез келген комбинациясын модельдеуге болады. Mental Ray үшінші тараптық қолданбаға API арқылы интеграциялану үшін немесе топтық рендеринг үшін mi scene файл форматын пайдалана отырып, жеке бағдарлама ретінде пайдалану үшін жасалған. Оны Autodesk Maya, 3D Studio Max, Cinema 4D және Revit, Softimage|XSI, Side Effects Software-дің Houdini, SolidWorks және Dassault Systèmes-тің CATIA сияқты көптеген бағдарламалар қолданады. Бұл бағдарламалық қамтамасыз етудің интерфейстері өздерінің арнайы шейдерлер кітапханасын ұсынады (төменде сипатталған). Дегенмен, егер бұл шейдерлер Mental Ray-ге қолжетімді болса, оны жасаған бағдарламалық қамтамасыз етуге қарамастан, кез келген mi файлы рендерингіне болады. Mental Ray толыққанды бағдарламаланады және шексіз өзгертіледі, C немесе C++ тілдерінде жазылған, шейдерлер деп аталатын байланысты подпрограммаларды қолдайды. Бұл мүмкіндікті рендердің орындалу кезінде геометриялық элементтерді, процедуралық текстураларды, дөңгелек және орын ауыстыру карталарын, атмосфера мен көлемдік эффекттерді, ортаны, камера линзаларын және жарық көздерін жасау үшін пайдалануға болады. Қолдау көрсетілетін геометриялық примитивтерге көпбұрыштар, сегменттелген беттер және NURBS, Bézier және Taylor мономиалдары сияқты қиылысқан еркін пішіндегі беттер кіреді. Феномен бір немесе бірнеше шейдер ағаштарынан (DAG) тұрады. Феномен пайдаланушыға әдеттегі шейдер сияқты көрінеді, және шындығында ол әдеттегі шейдер болуы мүмкін, бірақ көбінесе ол DAG шейдеріне сілтеме болады, ол геометрияны енгізу немесе өзгерту, линзаларды, ортаны енгізу және компиляция опцияларын қамтуы мүмкін. Феноменнің мақсаты – элементтерді біріктіріп, күрделілікті жасыру. 2010 жылдан бастап Mental Ray iray рендеринг қозғалтқышын да қамтиды, ол өнімге GPU үдетуін қосты. 2013 жылы CUDA арқылы қоршаған ортаны жабу жылдамдатылды, ал 2015 жылы GPU-да барлық жанама/жаһандық жарықтандыруды есептеуге арналған GI Next қозғалтқышы қосылды. 2003 жылы Mental Images киноматографияға Mental Ray-дің үлесі үшін «Оскар» сыйлығын алды.

The primary feature of Mental Ray is the achievement of high performance through parallelism on both multiprocessor machines and across render farms. The software uses acceleration techniques such as scanline for primary visible surface determination and binary space partitioning for secondary rays via ray tracing, and used Quasi Monte Carlo methods to solve the underlying light transport simulation. It also supports caustics and physically correct simulation of global illumination employing photon maps. Any combination of diffuse, glossy (soft or scattered), and specular reflection and transmission can be simulated. Mental Ray was designed to be integrated into a third party application using an API or be used as a standalone program using the mi scene file format for batch mode rendering. There were many programs integrating it such as Autodesk Maya, 3D Studio Max, Cinema 4D and Revit, Softimage|XSI, Side Effects Software's Houdini, SolidWorks and Dassault Systèmes' CATIA. Most of these software front ends provided their own library of custom shaders (described below). However assuming these shaders are available to mental ray, any mi file can be rendered, regardless of the software that generated it. Mental Ray is fully programmable and infinitely variable, supporting linked subroutines also called shaders written in C or C++. This feature can be used to create geometric elements at runtime of the renderer, procedural textures, bump and displacement maps, atmosphere and volume effects, environments, camera lenses, and light sources. Supported geometric primitives include polygons, subdivision surfaces, and trimmed free form surfaces such as NURBS, Bézier, and Taylor monomial. Phenomena consist of one or more shader trees (DAG). A phenomenon looks like regular shader to the user, and in fact may be a regular shader, but generally it will contain a link to a shader DAG, which may include the introduction or modification of geometry, introduction of lenses, environments, and compile options. The idea of a Phenomenon is to package elements and hide complexity. Since 2010 Mental Ray has also included the iray rendering engine, which added GPU acceleration to the product. In 2013, the ambient occlusion pass was also accelerated by CUDA, and in 2015 the GI Next engine was added which can be used to compute all indirect/global illumination on GPUs. In 2003, Mental Images received an Academy Award for contributions of mental ray to motion pictures.