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Motores de render

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Patricia Ceriani

on 30 May 2014

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Transcript of Motores de render

Una de las partes más importantes de los programas dedicados a la 3D son los motores de renderizado, los cuales son capaces de realizar técnicas complejas como radiosidad, raytrace (trazador de rayos), canal alfa, reflexión, refracción o iluminación global. Motor de render La radiosidad es un conjunto de técnicas para el cálculo de la iluminación global que tratan de resolver mediante una simulación el problema básico de la renderización de la forma más
realista posible en el campo de los gráficos
3D por computadora.

El transporte de la luz sólo se puede
modelar de forma óptima considerando
que cada fuente luminosa emite un
número enorme de fotones, que
rebotan al chocar contra una
superficie describiendo una
cantidad de trayectorias imposibles
de simular en una computadora. El raytracing o trazado de rayos es un algoritmo para síntesis de imágenes tridimensionales. Propuesto inicialmente por Turner Whitted en 1980, está basado en el algoritmo de determinación de superficies visibles de Arthur Appel denominado Ray Casting (1968).
Tres esferas, reflejándose en el suelo y unas en otras.

En el algoritmo Ray Casting se determinan las superficies visibles en la escena que se quiere sintetizar trazando rayos desde el observador (cámara) hasta la escena a través del plano de la imagen. Se calculan las intersecciones del rayo con los diferentes objetos de la escena y aquella intersección que esté más cerca del observador determina cuál es el objeto visible.

El algoritmo de trazado de rayos extiende la idea de trazar los rayos para determinar las superficies visibles con un proceso de sombreado (cálculo de la intensidad del píxel) que tiene en cuenta efectos globales de iluminación como pueden ser reflexiones, refracciones o sombras arrojadas. Maxwell Maxwell Render™ es un nuevo motor de render basado en las leyes físicas de la luz real. Los algoritmos y ecuaciones reproducen el comportamiento de la luz de una manera completamente exacta.

Todos los elementos de Maxwell, como los sistemas de iluminación, materiales físicos y cámaras, están enteramente basados en modelos físicamente exactos. Facilidad de uso
Todos los parámetros en Maxwell utilizan unidades del mundo real. No necesitará aprender extraños conceptos, definir una larga lista de inciertos parámetros o “cargar fotones”. Con Maxwell, seleccione una lámpara incandescente de 100W o un material de mármol de la galería de materiales y ya está.

Multiluces
No vuelva ha realizar el render, ¡ajuste las luces en tiempo real!
Por primera vez en la industria, es posible tener ilimitadas variaciones de iluminación en apenas un solo un render. Las cosas nunca habían sido tan fáciles.

Materiales
¿Qué les hace tan diferentes y únicos?
Por primera vez en la industria, podrá tener acceso a los más realistas materiales simulados. Fryrender Fryrender es motor de render de base física desarrollada por RandomControl. Es fotorrealista y todos los elementos que intervienen en la generación de la imagen final (materiales, luces y cámaras) se basan en modelos físicamente exactos.

Tiene características muy similares al Maxwell, con la diferencia de que tiene unos parámetros mas fáciles de controlar y el tiempo de renderizado se reduce bastante con respecto a Maxwell, aunque tienen un tiempo superior de renderizado con respecto a Vray. Brazil R/S Brazil R/S (Brazil Rendering System) es un sistema de renderización fotorrealístico de alta calidad, creado por SplutterFish, capaz de implementar raytracing e iluminación global a velocidades altas.

Es usado por los artistas de gráficos por computadora para generar contenido para imprimir, contenidos en línea, soluciones de radiodifusión y largometrajes. Algunos ejemplos a destacar son Star Wars Episode III: Revenge of the Sith, Sin City, Superman Returns y Los Increíbles. Final Render Final Render es un sistema avanzado desarrollado por Cebas (2002).
Permite emular la dispersión de la luz. Mental Ray
Es un motor de render, desarrollado por Mental images en Berlin (Alemania). Es uno de los pocos motores desarrollados en Europa que compiten con los desarrollados en EEUU o Canadá. Su competencia directa es Renderman.

Mental ray esta integrado en la mayoría de los paquetes 3D profesionales: 3D Studio Max, Maya, Autocad, Softimage, Houdini

Es un motor completo y complejo que calcula desde sombras simples hasta segmentadas, compilación fotónica emitida por luces que se conoce como "Photon Map" y posee su propio sistema de aceleración.

Mental Ray ha sido empleado en películas, juegos y publicidad. Vray V-Ray es un motor de Render usado como una extensión para algunas aplicaciones de gráficos por computadora. Los Principales desarrolladores de V-Ray son Vladimir Koylazov y Peter Mitev de Chaos Software production studio, establecidos en 1997 en Sofía, Bulgaria.

Es un Motor de Render que usa técnicas avanzadas, como por ejemplo algoritmos de iluminación Global (GI) tales como Path Tracing, Mapeo de Fotones, Mapas de Irradiación entre otros. El uso de estas técnicas a menudo lo hacen preferibles a los motores de render convencionales que son proporcionados por defecto por las aplicaciones 3D, por lo general los renders generados con estas técnicas se ven más reales, como los efectos de iluminación que son emulados de manera más realista.

V-Ray es usado tanto en el cine como en la industria de los videojuegos, también es usado ampliamente para hacer renders arquitectónicos muy realistas. Advanced Render
10 minutos 15 segundos Maxwell
11 horas Fryrender
11 horas Vray
8 minutos, 49 segundos Comparativa I Scanline
3 minutos Brazil
10 horas, 15 minutos Maxwell
11 horas Vray
20 minutos Comparativa II Estos Motores de Render entregan avanzados sistemas de cálculo para interpretación de la luz en las escenas virtuales.

Una de las grandes cualidades de estos sistemas es que permiten calcular la iluminación indirecta (también llamada iluminación Global), es decir, la iluminación que reflejan las superficies de los objetos (determinada por los materiales), la luz reflejada por un objeto puede iluminar a su vez otros objetos. Cuanta más luz refleja una superficie, con más luz contribuye a iluminar otros objetos del entorno.
La luz reflejada crea iluminación ambiental, permitiendo así obtener imágenes fotorrealistas.

Otra de las cualidades que tienen algunos Motores
de render es que vienen con “Shaders” avanzados
que permiten interpretar de mejor
manera la forma en que se comporta
la luz en distintos materiales. "La ley de Blinn establece que a pesar del avance en la tecnología y conforme la potencia de cálculo aumenta, el tiempo medio de render por fotograma sigue siendo el mismo. Lo que se gana es mayor calidad pudiendo procesar mas complejidad en la iluminación, texturas y carga geométrica de la escena. Por ejemplo. Un fotograma de la película Ironman hace 10 años hubiera tardado 7Hs en ser renderizado pero el resultado estaría muy lejos de ser realista. Actualmente, cada fotograma renderizado el traje en Ironman ha tardado 7hs pero el resultado es indiscutiblemente realista." Renderfarm
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