RENDER ZONE

http://www.ontmoeting.nl/renderzone/

homepage

Vervolg:
deel 2
deel 3

V-Ray deel 1


Inleiding

Het principe waarop een Render Engine is gebaseerd, bepaald met welk soort computers er gewerkt kan worden en met welke Preview en render snelheid. Voor de Preview wordt meestal uitgeweken naar een andere technologie als voor renderen, zoals bijvoorbeeld OpenGL (Indigo renderer) of Windows DirectX. Maar ook voor de Ray Tracing berekeningen is in de loop van een decenia veel gebeurd. Telkens dook er weer een nieuwe API op, die de 3D berekeningen sneller en efficiënter kon uitvoeren. En er kwamen er nieuwe PCI hardware oplossingen kortstondig op de markt om die berekeningen nog honderden malen sneller uit te kunnen voeren.

Render gebruikers, zullen de tel al gauw zijn kwijtgeraakt van alle technieken en technologieën, die voorbij zijn gekomen. V-Ray is één van de render bedrijven waar ze, ten opzichte van anderen, vrij open over de toegepaste technieken praten. Ze maken tijd vrij om belangrijkste symposia niet alleen te bezoeken, maar er ook een actieve eigen bijdrage aan te leveren.

Met al die positieve publiciteit op het gebied van ontwikkeling is het bij V-Ray niet altijd duidelijk hoe het programma optimaal kan worden ingezet. De handleiding is duidelijk aan verbetering en opschoning toe. Wellicht dat met de introductie van V-Ray 3.0 voor SketchUp daar tegelijk verandering in komt.

V-Ray voor SketchUp, twee sporen plan.

 

https://www.fxguide.com/featured/the-art-of-rendering/

V-Ray - Chaos Group

 

"V-Ray is a hugely popular ray tracer, away from the very large studio environment, is V-Ray. The program has grown dramatically in recent times."

The core developers of V-Ray are Vladimir Koylazov ('Vlado') and Peter Mitev of Chaos Software production studio established in 1997, based in Sofia, Bulgaria. The company offers both a CPU and GPU version: V-Ray and V-Ray RT GPU

zie ook de info over V-ray op de algemene pagina van renderprogramma's:

http://www.ontmoeting.nl/renderzone/r10-beste1.html#vray

 

V-Ray renderprogramma met twee sporen

 

V-Ray is de commerciële render plug-in voor bekende 3D programma's, zoals 3ds Max, Maya en Softimage (alle 3 van Autodesk). Dit zijn de hardlopers in innovatie met een groot aantal versie nummers: het hoofdspoor.

V-Ray voor Rhino en SketchUp render programma's hebben lagere versie nummers en de tijd tussen de versies is langer, het zijspoor.

Daarnaast brengt de Chaos Group Phoenix voor 3dsMax en Maya en Poplayer.

 

Onstaan van V-Ray render programma

In 1997 werd de Chaos Group opgericht, welke in de Bulgaarse stad Sofia is gevestigd.

Bulgarije - Sofia

Op de 4e verdieping het hoofdkantoor van V-Ray in Sofia.

 

Peter Mitev en Vladimir Koylazov zijn de hoofd ontwerp architecten van V-Ray. Zij zetten de toon in renderwereld door veel presentaties en lezingen te geven van hun nieuwste ontwikkelingen en bevindingen. Daarin is V-Ray min of meer uniek, het enige rendermerk dat daarbij in de buurt komt is Maxwell Render uit Spanje. De V-Ray ontwerpers zijn daarbij redelijk open aangaande het openbaar maken van de techniek, een redelijk unicum in renderland waar het merendeel van 'het design' op 'kastelen met slotgrachten' plaatsvindt, dus achter streng gesloten deuren.

De Chaos Group heeft naast het hoofdkantoor in Sofia ook kantoren in USA Baltimore, Los Angeles, Tokyo Japan en Seoul Korea.

 

De Chaos Group

http://www.chaosgroup.com/en/2/about.html

 

ASGVIS

De firma die in eerste instantie V-Ray for SketchUp en Rhino heeft ontwikkeld. Inmiddels is ASGVIS ingelijfd bij de Chaos Group. Nog steeds staan er interessante doe-films van ASGVIS over V-Ray op internet.

 

Innovatief

Medio 2008 werden twee GPU researh projecten opgestart. Eén richtte zich op AMD GPU (onder leiding van Deyan Ivanov) de tweede op FPGA processor. FPGA staat voor Field-programmable Gate Array. Het is een geïntegreerde schakeling bestaande uit programmeerbare logische componenten, waarmee de berekeningen voor een deel in de hardware kunnen worden uitgevoerd.

In die tijd kwamen er steeds meer geïntegreerde schakelingen op de markt, die de 3D berekeningen veel sneller konden uitvoeren dan in software. Om optimaal te kunnen renderen was bij FPGA speciale hardware nodig in de vorm van een PCI kaart. Deze werd enkele jaren in de handel gebracht. Caustic Series 2 R2500 is de speciale Ray tracing acceleratie kaart met een prijs boven de drie nullen, welke samen met Maya 2012 SP2 of Maya 2013 SP2 kon worden gebruikt. Aan de jaartallen is te zien dat deze ontwikkeling al weer voorbij is. Terwijl er nog wel een 3ds Max uitvoering in 2013 op stapel stond. Al snel bleek dat de FPGA keuze niet de juiste research afslag was geweest.

Bij diverse universiteiten werd onderzoek gedaan naar de extra mogelijkheden van de grafische kaart, niet als opbouwend grafisch element voor het beeldscherm, maar puur om z'n ongeevennaarde parallele rekenkracht en snelheid. Als een enorm handig en snel rekentuig. GPGPU (General Purpose computing on Graphics Processing units) kon door vrijwel alle merken met externe high-end grafische kaarten worden uitgevoerd. De kennis en kunde om deze kaart aan te sturen werd in eerste instantie door universiteiten onderzocht.

De FPGA afslag werd voor gezien gehouden en de ontwikkelingen voor universeel inzetten van de grafische kaart werd in gang gezet. De testen werden voorgezet aan de Stanford University als universeel GPGPU project in nauwe samenwerking met de Chaos Group. In de GPGPU was het mogelijk om betere Shaders te gebruiken dan met OpenGL API. De Shaders draaiden volledig in de GPU.

Er werd bij het schrijven van het programma (meestal programmeertaal C) aandacht geschonken om het transparant te houden voor nieuwe ontwikkelingen. Vanuit die basisopzet moest het gemakkelijker worden om deze later te porten.

Nieuwe testen werden uitgevoerd waarbij gebruik werd gemaakt van de API van Caustic Graphics met OpenRL.

OpenRL is al enige tijd van het toneel verdwenen, zoals u op internet kunt volgen, er is geen website meer.

 

OpenGL

http://www.ontmoeting.nl/renderzone/16-openGL.html

 

OpenRL

https://community.imgtec.com/developers/powervr/openrl-sdk/

OpenRL is een interessante API, die de weg opende naar universeel rekentuig dat zowel de beschikbare grafische kaart(en) als de processor aan het werk zette. Met daarbij het voordeel dat het voor Windows / Mac en Linux werd uitgebracht. OpenRL was een flexibele interactieve Ray Tracing API door Caustic Professional afdeling van Imagination Technologies ontwikkeld. Ray Tracing is de manier waarop virtuele licht stralen op een 3D model worden losgelaten. Daarmee de weg openend naar Physically Accurate (komen we nog op terug bij een ander hoofdstuk over render principes) render programma. Met reflectie, refractie, zachte schaduw partijen en met gebruik van high end SDK's met Global Illumination. OpenRL bracht de Shading taal RLSL (OpenRL Shading Language) die gebaseerd is op GLSL.

NVIDIA de belangrijkste en meest innovatieve grafische kaart fabrikant ter wereld, sloeg een andere weg in en ontwikkelde CUDA om ondermeer Ray Tracing mee uit te voeren. CUDA is echter fabrikant gebonden, alhoewel in 2016 bekend werd dat Octane in Nieuw Zeeland instaat bleek te zijn om CUDA programmeer code om te bouwen naar OpenCL, waardoor het renderprogramma ineens op een veel groter platform zou kunnen worden gebruikt.

 

CUDA

https://developer.nvidia.com/cuda-zone

CUDA maakte de weg vrij om sneller dan voorheen mogelijk, de grafische kaart parallele processen te laten uitrekenen, die ondermeer bij renderprogramma's bijzonder goed van pas bleek te komen. Maar CUDA opende ook de mogelijkheid om andere intensieve berekeningen razend snel uit te voeren. Het nadeel van CUDA is dat het schrijven van de programma's, met name bij renderprogramma's, iets is dat vele jaren intensieve studie en kennis noodzakelijk maakt. Maar er zijn uitzonderingen, zie hieronder.

 

Een hobby render programma in een paar weken omgetoverd tot een super snel CUDA render programma, het blijkt mogelijk:

https://www.thanassis.space/cudarenderer-BVH.html

Renderer 2.x Porting to CUDA.

 

Interactieve Ray Tracing met CUDA

http://www.nvidia.com/object/nvision08-IRT.html

 

 

OpenRL 1.0 Explained

30 april 2012

Discover OpenRL, the open API for ray tracing from Imagination Technologies

https://youtu.be/i4Uo0IcGIFw


De Chaos ontwikkelgroep zag al snel dat met CUDA, de rendersnelheid aanzienlijk versneld kon worden, meer dan met welke andere API mogelijk was.

In 2009 werd na uitgebreide evaluatie V-Ray RT gelanceerd. De eerste interactieve rendering Engine, die zowel de rekenkracht van de processor als die van de grafische kaart (NVIDIA) ten volle benut. Daarmee de Preview versnellend, zodat 'direct' de instellingen van licht en materialen kunnen worden beoordeeld en bijgestuurd voor het gewenste resultaat. V-Ray RT werd daarna naar CUDA geport. En van CUDA naar OpenCL om flexibeler te kunnen zijn met het soort grafische kaart en niet gebonden te zijn aan NVIDIA (CUDA met vendor lockin).

 

OpenCL

http://www.ontmoeting.nl/renderzone/17-openCL.html

 

In 2012 (met het tien-jarig bestaan) werden de plannen ontvoud om het render proces nauwkeuriger te laten verlopen en tegelijk sneller. Zoals bekend staan deze twee grootheden haaks op elkaar.

En in 2013 werd dat zichtbaar in de nieuwe versie 3.0 (tijdens de Siggraph juli 2013), die alleen voor enkele 3D programma's verscheen. Maya RT heeft inmiddels V-Ray versie 3.0, 3.1, 3.2, 3.3 en 3.4.

V-Ray voor SketchUp (service Pack 3) & Rhino hebben eind juni 2016 versies 2.0. Eind 2015 werd aangekondigd dat er een (gratis) Upgrade naar 3.0 op stapel stond, maar tot op heden is geen definitieve verschijningsdatum bekend gemaakt. In hoeverre de ontwikkeling van SketchUp nog steeds in de VS of ook in Bulgarije Sofia plaats vinden is niet bekend. Wellicht dat hier de geschiedenis van deze programma's een rol speelt.

Tussen 2013 en 2014 ging V-Ray RT van een test- naar de productie Render Engine. In 2015 werd er nog een schepje bovenop gedaan door RT naar de Cloud te brengen. Het bleek daarbij mogelijk om 32 GPU's in 4 NVIDIA VCA's tegelijk te laten rekenen. Daarmee de weg openend om Ray tracing vrijwel live uit te voeren op HD formaat met 24 frames per seconde. De VCA is via snel Ethernet te managen.

 VCA van NVIDIA met mogelijkheid van 8 stuks NVIDIA high end GPU's met 12 GB geheugen per GPU.

http://www.nvidia.com/object/buy-vca.html

Cloudrendering

Cloud rendering (of de term hier van toepassing is, waarschijnlijk niet) met V-Ray RT en NVIDIA VCA met CUDA. Test uitgevoerd in augustus 2014.

In wezen is een Cloud rendering iets dat op afstand gebeurd. Hier hebben we het over een inhuis toepassing met een of meerdere VCA's met daarin de snelle grafische kaarten.

 

Ook bij NVIDIA is immiddels een kant en klare render implementatie te koop, die gebruik maakt van de Iray Server (Iray Rendering Farm) waarbij het render proces met gebruik van 'normale' computers aanzienlijk kan worden opgeschroefd. De Iray Server draait onder Windows en Linux en maakt gebruik van zowel de CPU als de GPU. De licentie koopt u per machine en bedraagt ca. $ 300,- / per jaar / computer. Er is een 90 dagen free trial.

 

https://forum.nvidia-arc.com/forumdisplay.php?207-
Iray-Server&s=0dced7e32e954c3f8055639c36282c3b

Forum voor de Iray Server.

 

VCA

Er kunnen één of meerdere Quadro VCA's worden gebruikt om met V-Ray te werken (alleen met 3ds Mac / Maya). Elk bestaat uit een render server, die render data van de V-Ray plugin (render client) ontvangt, die op één van de twee 3d programma's is geïnstalleerd. De render client zorgt voor de verdeling van de te renderen afbeeldingen over alle beschikbare VCA's met daarin de render servers. De plugin zorgt ook voor het daarna weer verzamelen van de berekende renderingen.

Om dat in goede banen te leiden is het noodzakelijk om een snel netwerk aan te leggen tussen het werkstation en VCA('s).

Reactie van een gebruiker:

" It was amazing! It was absolutely beautiful. It changed the way I work and not only because the VCA's amazingly fast, but it was the first time I'd really used the concept of remote rendering "

Kevin Margo

 

meer info:

http://www.nvidia.com/object/vca-for-vray.html#sthash.lIfywVEB.dpuf

 

Behind the Scenes of Kevin Margo's CONSTRUCT Part 2

20 maart 2015, Californië USA

met Christopher Nichols de creatieve directeur van de Chaos Group en Boris Simandoff, product manager.

https://youtu.be/ihyRybQmmWc


RT en production API's

 

RT met keuze Render Engine

U kunt kiezen uit Engine type:

CPU, OpenCL (single kernel) of CUDA (single kernel)

 

Wilt u met VCA gaan werken (meerdere CPU's), dan dient u de betreffende bijpassende plug-in in het 3D programma (op dit moment [midden 2016] 3ds Max / Maya) te laden.

 

V-Ray productie en RT met het gebruik van verschillende API's.

Waarbij de Open CL voor V-Ray gebruikers het meest universeel blijkt te zijn. Weliswaar ten koste van wat snelheid die CUDA duidelijk meer heeft (maar uitsluitend met gebruik van NVIDIA kaarten). Standaard blijkt dat AMD GPU's de OpenCL wel sneller kan laten werken. Voor elk platform is een eigen implementatie van OpenCL nodig. Zo'n implementatie kan dan ook zowel op de CPU als op de GPU draaien.

 

Denoiser

In de fysisch gebaseerde Ray Tracing render software komt telkens de ruis als een van de belangrijkste problemen naar voren, gekoppeld aan een lange rendertijd. Ruis kan zelfs afbreuk doen aan een hoge resolutie rendering. V-Ray startte een onderzoek naar het fenomeen ruis en kwam met een softwarematige oplossing om na het uitvoeren van de rendering deze op te schonen met de Denoiser software.

Denoiser

Testgegevens met diverse grafische kaarten voor ruisvermindering in de renderingen.

Bovenaan de V-Ray opgestelde lijst met het grootst aantal seconden staat de processor i7 2600 met C++ code.

We zien dat Open CL het wat beter doet. Helemaal als snelste komt AMD Fury X en W9100 uit de bus gevolgd door NVIDIA 980 en Titan X.

Opvallend is dat ook de Intel Graphics HD 4600 en HD 530 zijn getest, deze komen er ten opzichte van de processor goed vanaf, maar ten opzichte van de grafische processoren van AMD en NVIDIA scoren ze beduidend minder. De nieuwe NVIDIA 1080 scoort 2 x zo snel als de Titan X aldus Vladimir.

We zien dat de Intel Graphics HD 530 en HD4600 eruit springen met aanzienlijk langere rendertijden.

En aan de andere kant van de wedstrijd zien we dat de AMD Fury X en W9100 beter lijken te presteren dan bv. de NVIDIA Titan X.

Nog steeds een probleem met OpenCL, deze scoort nog niet echt goed of omgedraaid de AMD / NVIDIA top kaarten hebben betere speelkaarten in handen.

De GTX 1080 scoort maar liefst 2 x zo snel dan de Titan X aldus Vladimir.

Waarbij het renderen met i7 2600 en C++ kennelijk borg staat voor het langzaamste systeem.

In het algemeen komt uit deze test duidelijk naar voren, dat de CPU manier het altijd aflegt ten opzichte van AMD/NVIDIA GPU oplossingen en dat Intel Graphics helaas (juist omdat het overal wordt verkocht) ook tot de CPU vertraging moet worden gerekend. Het is natuurlijk een grafische oplossing in de CPU met aangekoppeld langzamer RAM geheugen en zal daarom automatisch langzamer rekenen!

 

Een innovatieve ontwikkeling is de 'Denoiser' voor 3ds Max, waardoor de flessenhals van veel render programma's ineens in een ander daglicht komt te staan. Weliswaar ten koste van extra rekentijd en iets van de scherpte. Rendertijden kunnen tot max. 50% worden gereduceerd en dat is met name bij het maken van animaties een enorme vooruitgang. Wanneer de andere 3D programma's ook met de Denoiser worden uitgerust is nog niet bekend.

 

V-Ray 3.4 for 3ds Max - Denoiser

Vladimir en testen met denoiser:

https://plus.google.com/+VladimirKoylazov/posts

19 mei 2016

https://youtu.be/HMDrTS1aEPk


Vladimir:

"I really didn't want to have to deal with this, but it looks like denoising is one of those things that renderers need to have now. So, the next SP of V-Ray will include some denoising tools, both built-in and as a standalone processing tool for animations."

12 maart 2016

 

info:

http://www.silverfast.com/highlights/gane/en.html

Noise and Grain elimination

http://nl.mathworks.com/help/images/noise-removal.html?requestedDomain=www.mathworks.com

 

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/image-noise-2.htm

https://www.gimp.org/tutorials/Reducing_CCD_Noise/

http://www.ipol.im/pub/art/2011/bcm_nlm/

https://photographylife.com/photo-noise-reduction-tutorial

 

Peter Mitev

CEO, Chaos Group

Peter Mitev is de CEO en mede-oprichter van de Chaos Group

http://www.chaosgroup.com

De Chaos Group is het Bulgaars computer grafisch bedrijf, die de succesvolle V-Ray ontwikkeld, voor ontwerpers en diverse media inclusief film.

Het hoofddoel van een render programma is, om een 3D draadmodel (van het 3D tekenprogramma) in een 2D afbeelding(en) om te toveren. Waarbij gebruik wordt gemaakt van licht- en schaduw simulaties.

 

Vladimir Koylazov

 

 

Wie is Vladimir?

http://www.nvidia.com/content/cuda/spotlights/vlado-koylazov-chaosgroup.html

Vladimir is mede oprichter en hoofd van de software ontwikkeling bij de Chaos Group, de makers van V-Ray en V-Ray RT.

Vladimir aan het woord: "In V-Ray RT gebruiken de grafische kaart om de grote hoeveelheden berekeningen aanzienlijk sneller te laten uitvoeren dan door de processor. Vandaar de door ons gekozen naam RT van Real Time. Daartoe wordt CUDA (bij NVIDIA) gebruikt om Ray Tracing te versnellen.

Studio a52 is één van de render klanten en zij hebben een interessante promotie video gemaakt waarbij V-Ray RT met CUDA en Maximus 2.0 worden toegepast. In combinatie met meer dan GPU zijn de mogelijkheden nog ongekender. We hebben demo's gedraaid met een Boxx werkstation (Amerikaans professioneel computer merk) samen met de GPU Expander, waarin een GPU Quadro 6000 samen met 6 (!) Tesla's 2075 werden gebruikt. En het is zelfs mogelijk om er nog meer te gebruiken!'

 

Introductie auto Lexus 'Techworld'

https://vimeo.com/48312631

 

Vladimir ontvoude op de Siggraph 2013 de enorme vooruitgang van versie 2.4 naar versie 3.05 met een rendertijd verschil van 15 minuten teruggebracht tot 7 minuten.

Drie kernpunten: Faster, Simpler en Better.

Oprichter van Chaos Group Vladimir Koylazov ("Vlado') vertelde tegenover fxguide in februari 2015 zijn visie op de rendermarkt van die tijd:

https://www.fxguide.com/featured/v-ray-vladimir-koylazov-reflects/

"Het hoofddoel is om V-Ray tot een 'universeel render gereedschap' te maken. Wij willen geen specifieke doelgroep bedienen, maar een zo groot mogelijk groep voor een uiteeenlopende toepassingen. Alles wat u in een render programma zoekt zal waarschijnlijk bij ons te vinden zijn!"

De redacteur van FXguide benadrukt, dat door deze veelzijdigheid de ontwikkelingstijd vertraagd. En omdat voor een algemeen render programma wordt gekozen, zal het geen specifieke punten hebben waar het echt in uitblinkt ten opzichte van de concurrentie. Vladimir was het met deze zienswijze eens, waarbij hij benadrukt dat met de introductie van versie 3.0 de gebruikers interface aangepast is om het voor de gebruiker makkelijker en overzichterlijker te maken, zonder afbreuk te doen aan de diverse detailpunten, die nog steeds aanwezig zijn, maar dan meer als "advanced option' kunnen worden gekozen. Daarnaast kiest Vladimir voor het gebruik van afzonderlijke modules voor diegene die deze nodig hebben zoals voor het renderen van haar, huid etc.

Eric Veach krijgt van Vladimir alle lof toegezwaaid omdat hij een efficiënte methode Monte Carlo Path Tracing heeft bedacht. Waarbij hij bi-directional Path Tracings algoritme heeft gełØntroduceerd. In 1997 kreeg Veach de SciTech onderscheiding. Een ruimhartige opstelling van Vladimir om recht te doen aan de werkelijke vindingen in renderland, bij de concurrentie wordt daar liever niet over gesproken.

 

Hoe 'biased' is V-Ray?

Een unbiased render programma betekent dat alles in afbeelding wordt weergegeven als maar lang genoeg de tijd wordt genomen om de software zijn gang te laten gaan. Maar de render gebruiker heeft helaas niet 'eeuwig' de tijd om zijn of haar renderingen te maken. Het is ook mogelijk om met een computer een afbeelding uit te rekenen of met tientallen tegelijk. Unbiased is zeker aan te bevelen en nauwkeurig, alleen het is niet echt de snelste manier om tot het gewenste eindresultaat te komen.

De huidige trend bij render programma's is die van 'Physically correct' of de 'Physically plausible' licht- en schaduw generatie. Uit te voeren met Ray tracing algoritmes.

 

Vladimir benadrukt dat fysisch correct of bijna correct, wel de nieuwe trend is, maar het nadeel is tweeledig. Ontwerpers kunnen er niet altijd van op aan dat ze de goede 'look and feel' uit hun rendering kunnen halen.

En het tweede is, dat in het verleden helemaal niet voor deze optie kon worden gekozen, omdat de benodigde rekenkracht (hardware) eenvoudig ontbrak. En in de huidige tijd is dat met de veelheid van computer configuraties en de algemene trend van integreren van grafische functies in de processor nog steeds een belangrijk en soms zorgelijk aandachtspunt. Waarbij de hardware fabrikanten zich voor het belangrijkste deel richten op de massamarkt en niet op die van de professionele gebruikers.

 

V-Ray heeft lange tijd gekozen om fysisch juiste verlichting en materialen te gebruiken, aldus Vladimir. Maar enkele jaren geleden wilde hij ook de bi-diretional Path Tracing er aan toevoegen, omdat het in een aantal gevallen perfecte resultaten kan opleveren. Van huis uit is V-Ray uni-directional en het was een hele uitdaging om te bekijken hoe deze twee met elkaar kunnen worden gecombineerd.

"We hebben een goede mogelijkheid toegepast, waarbij we zeker ook naar andere oplossingen hebben gekeken zoals Photon mapping voor Global illumination en vele andere methoden en algoritmes. Vladimir was op zoek om deze twee op een of andere manier te combineren (het oude en het nieuwe) en bi-directional path tracing te koppelen aan Photon mapping."

 

Physical correct

http://www.ontmoeting.nl/renderzone/04-physical-1.html

 

VCM

Bi-directional path sampling met de Monte Carlo methode wordt ook wel VCM genoemd. De voordelen van bi-directional path tracing samen met de voordelen van Photon mapping. Die combinatie moet het mogelijk maken om een universeel renderprogramma uit te brengen voor een zo groot mogelijke doelgroep. De uiteindelijke berekening loopt ook wat sneller naar het einddoel toe, dan bij de normale Photon mapping het geval is, waarbij rendertijd tot in het oneindige kan doorlopen.

Maart 2013

Samen met de ontwikkelaar en consultant Lliyan Georgiev ging V-Ray aan de slag (zie ondermeer info bij Siggraph 2014) om dat mogelijk te maken. In 2009 hield Georgiev een lezing bij de Sofia Universiteit, waarbij hij de hulp inriep van V-Ray om de bi-directional simulatie algoritmes juist te krijgen. Inmiddels is Georgiev werkzaam bij Solid Angle (met Arnold Renderer, die onlangs werd overgenomen door Autodesk voor Madrid en Londen). Of Georgiev ook onder de paraplu van Autodesk nog werkzaam is, is niet bekend.

 

Lliyan Georgiev (Bulgaar)

"I am a computer graphics researcher, working in the field of photo-realistic 3D visualization. I investigate methods for efficient physically based light transport simulation in virtual environments, with the ultimate goal of rendering synthetic pictures that are indistinguishable from real photographs. This involves solving various problems arising from the physical nature of light, the mathematical models used to describe light transport, and the practical implementation of the simulation on a computer."

 

My areas of interest include:

* Photo-realistic 3D graphics

* Light transport simulation

* Monte Carlo integration

* Real-time ray tracing

* Graphics systems and software

 

To learn more about my work, please visit my web site:

http://www.iliyan.com

 

Georgiev publicaties

http://www.iliyan.com/publications

"Recent Advances in Light Transport Simulation: Some Theory and a lot of Practice"

"Many of the recent advances in light transport simulation, such as new Markov chain Monte Carlo methods, the robust combination of bidirectional path tracing with photon mapping, or path space filtering are made possible by interpreting light transport as an integral in the space of light paths. However, there is a great deal of confusion among practitioners and researchers alike regarding these path space methods."

V-Ray gebruikt de traditionele uni-directional Path Tracing, maar ook de nieuwe VCM algoritmes. De traditionele methode is voor sommige modellen voldoende en levert een perfect resultaat op. Terwijl de VCM methode toch automatisch een langere rendertijd met zich mee brengt.

Daarmee is het eeuwenoude dilema tussen kwaliteit, diversiteit en productiviteit weer terug. Een aantal ontwerpers gaan er helemaal voor om snelheid als belangrijkste punt naar voren te brengen, anderen stellen kwaliteit op nummer een.

 

De gekozen rendertijd van elk van de vier renderingen is vrijwel gelijk gekozen.

1. Uni-directional path tracing

Zie dat er een duidelijk caustic ruis in de hele afbeelding aanwezig is.

 

2. Bi-directional path tracing

Hier zien we een veel betere interpretatie van de rendering. Toch zien we ook hier dat het opruimen van de ruis bij de kubus in de deuropening en in de schaduw rechts achterblijft.

 

3. BPT met Vertex koppeling

Met het VCM algoritme wordt een betere kwaliteit beoogt, toch blijft door de enorme hoeveelheid rekenwerk, uiteindelijk de totale ruisindruk toch licht storen. Eigenlijk is meer rendertijd nodig om daar langzamerhand een verbetering in te brengen. Maar soms is die rendertijd door deadlines eenvoudig niet beschikbaar.

 

4. Brute force light cache met toegevoegde afbeeldings sampling

Met uni-directional path tracing met de combinatie van gedeeltelijke caching van diffuse Global Illumination plus een adaptive image sampling levert een vrij vlak en rustig resultaat op. Waarbij het renderprogramma meer tijd kan besteden aan het opruimen van de storende caustische problemen. Om de rendertijd te verkorten is het mogelijk om de path tracing met enige bias toe te passen. Door bijvoorbeeld caustische effecten er uit te laten of om de weergave in de afbeelding te beperken.

Bij alle 4 de door V-Ray aangedragen voorbeelden dient te worden bedacht, dat ze erg afhankelijk zijn van het soort 3D model, hier een aangepast Cornell standaard model, genoemd naar de universiteit van Cornell in Engeland die vele jaren geleden een redelijk simpel 3D model uitbracht, waarbij duidelijk de diverse probleemgebieden konden worden onderscheiden.

 

Vladimir benadrukt dat met de VCM methode een beter render resultaat kan worden bereikt, echter met verschillende licht effecten. Waarbij er sprake kan zijn van enige caustische vervormingen hier en daar. Prettig is dat beide methodes voor de gebruiker beschikbaar zijn waarbij zelf de keuze kan worden gemaakt uit sneller renderen ten koste van iets van de kwaliteit of om het netter te doen, maar dan aanzienlijk langzamer.

Het probleem echter van deze keuzemogelijkheid is steeds, dat de gebruiker wordt verondersteld om boven de software te staan en in staat te zijn om de juiste keuzes te maken voor elk 3D model met in het achterhoofd de deadline en de minimaal vereiste kwaliteit van zijn of haar renderingen.


Vervolg deel 2

homepage

omhoog