Mental Ray: Профессиональный рендеринг для 3D-графики

Введение

Mental Ray (стилизованное как mental ray) – это приложение для трассировки лучей производственного качества для 3D-рендеринга. Его берлинский разработчик Mental Images был приобретен компанией Nvidia в 2007 году, а разработка Mental Ray была прекращена в 2017 году. Mental Ray использовался при создании многих полнометражных фильмов, включая «Халк», «Матрица: Перезагрузка» и «Матрица: Революция», «Звёздные войны. Эпизод II: Атака клонов», «Послезавтра» и «Посейдон». В ноябре 2017 года Nvidia объявила о прекращении продаж новых подписок на Mental Ray, однако в течение 2018 года для существующих пользователей плагинов выпускались обновления с исправлениями ошибок.

Особенности

Основной особенностью Mental Ray является достижение высокой производительности за счет параллелизма как на многопроцессорных машинах, так и на фермах рендеринга. Программное обеспечение использует методы ускорения, такие как сканирование для определения первичной видимой поверхности и разделение бинарного пространства для вторичных лучей посредством трассировки лучей, а также методы квази-Монте-Карло для решения задачи моделирования переноса света. Оно также поддерживает каустики и физически корректное моделирование глобального освещения с использованием фотонных карт. Может быть смоделирована любая комбинация диффузного, глянцевого (мягкого или рассеянного) и зеркального отражения и преломления. Mental Ray был разработан для интеграции в сторонние приложения с использованием API или для использования в качестве автономной программы с использованием формата файлов mi scene для пакетного рендеринга. Многие программы интегрировали его, такие как Autodesk Maya, 3D Studio Max, Cinema 4D и Revit, Softimage|XSI, Houdini от Side Effects Software, SolidWorks и CATIA от Dassault Systèmes. Большинство этих программных интерфейсов предоставляли собственную библиотеку пользовательских шейдеров (описанных ниже). Однако, если эти шейдеры доступны для Mental Ray, любой mi-файл может быть отрендерен, независимо от программного обеспечения, которое его создало. Mental Ray полностью программируем и обладает бесконечной вариативностью, поддерживая связанные подпрограммы, также называемые шейдерами, написанными на C или C++. Эта функция может использоваться для создания геометрических элементов во время работы рендерера, процедурных текстур, карт рельефа и смещения, эффектов атмосферы и объема, окружения, объективов камеры и источников света. Поддерживаемые геометрические примитивы включают в себя полигоны, поверхности подразделения и обрезные поверхности свободной формы, такие как NURBS, Bézier и многочлены Тейлора. Феномен состоит из одного или нескольких деревьев шейдеров (DAG). Для пользователя феномен выглядит как обычный шейдер и фактически может им являться, но обычно он содержит ссылку на DAG шейдера, который может включать в себя введение или модификацию геометрии, введение линз, окружения и параметры компиляции. Идея феномена заключается в том, чтобы объединить элементы и скрыть сложность. С 2010 года Mental Ray также включает в себя движок рендеринга iray, который добавил GPU-ускорение в продукт. В 2013 году проход ambient occlusion также был ускорен с помощью CUDA, а в 2015 году был добавлен движок GI Next, который может использоваться для вычисления всего непрямого/глобального освещения на GPU. В 2003 году Mental Images получила премию «Оскар» за вклад Mental Ray в кинематограф.

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.