Как сделать реалистичный рендер

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 05.10.2024

25 декабря 2020 г.

21753

3D Max - это программа с наибольшим количеством возможных рендер систем , которые только могут быть интегрированы. Сегодня мы рассмотрим 13 лучших плагинов для рендеринга в 3D Max. Вот и наш список:

Radeon ProRender

ProRender, формально известный как FireRender, является трассировщиком OpenSource от AMD. Плагин для 3d Max разработан ребятами из Render Legion, которые создали знаменитый рендерер Corona. Он основан на OpenCL, который использует высокопроизводительную технологию AMD Radeon Rays.

Indigo Renderer

Indigo Renderer - это честный рендерер для GPU и CPU, который точно симулирует физику света. Индиго 4.2 был только что выпущен с совершенно новым движком и с несколькими графическими процессорами, а также с улучшениями рабочего процесса.

Furry Ball

Furry Ball - это плагин 3D Max для real-time GPU рендеринга. Furry Ball RT предлагает передовые методы рендеринга, реализованные непосредственно в 3d Max с поддержкой нескольких графических процессоров. Furry Ball разрабатывался для собственных студийных целей AAA Studio с 2009 года. Furry Ball использовался для рендеринга целого художественного фильма, Goat Story 2 в 2008 году. Это, вероятно, первый в мире художественный фильм CGI для кинотеатров, снятый только на графических процессорах. Была выпущена версия Furry Ball RT с полностью переписанным ядром.

Arion Render

Arion - это гибридный рендерер CPU / GPU. Он интерактивный, непредвзятый и прогрессивный. Существует отдельное приложение, но также есть плагин для 3dsmax. Этот плагин был создан Random control, испанской компанией, расположенной в Мадриде. Они являются создателями технологии рендеринга Maverick и ArionFX, инструмента постобработки для изображений HDR.

Maxwell Render

Iray NVIDIA

Iray - это плагин Maxs Max для ускорения рендеринга на графическом процессоре, обладающий фотореалистичной и физической точностью. В сочетании с мощью параллельной обработки видеокарт Nvidia он достигает уровней скорости, которые сокращают время итерации сцен во время творческого процесса.

Final render

Final Render - это система 3D-рендеринга, разработанная Cebas как плагин для 3D Max. Final Render предлагает множество хороших инструментов для оптимизации глобального освещения для фотографий и анимации. У них очень хорошая и гибкая система для рендеринга чего угодно. С Drop 3 мы получаем большее ускорение как на GPU, так и на CPU. это идет с основанной на процессоре технологией Denoising. В дополнение к последней версии NVIDIA RTX Denoising. FinalRender также предлагает Intel Open Image Denoiser с процессором Ai-Denoiser на базе процессора.

F-STORM RENDER

F-Storm - рендер система работающая на GPU для 3d max. Разработанная Андреем Козловым. Это быстрый движок рендеринга, который обладает множеством уникальных функций, таких как улучшенное отображение тонов, выборка света, собственная модель BRDF, эффекты бликов, улучшенный raytracer и оптимизированный сэмплер QMC. Козлов был одним из главных разработчиков, который работал в компании под названием OTOY. OTOY является создателем рендера Octane, а также он отвечал за внедрение Octane в 3d max. Козлов уволился из OTOY, а через год в 2016 году запустил F-Storm Render, после чего на него подал иск OTOY, который заявил, что он украл их код для создания F-Storm Render, поэтому они подали иск против него в Новой Зеландии, что привело к временному закрытию F-Storm Render, затем дело было продолжено в России, которая отменила заказ и дала право Козлову продавать лицензию F-Storm Render, которая стоит 20 евро в месяц за один ПК.

Arnold

Arnold - это честный, физически обоснованной движок для 3D-рендеринга с трассировкой лучей, созданный компанией Solid Angle. Известные фильмы, которые использовали Arnold, включают Алису в Стране Чудес, Тор, Капитан Америка, Люди Икс: Первый класс, Мстители, Космический пиратский капитан Харлок, Элизиум, Тихоокеанский край и Гравитация.

Octane Render

Octane Render - это честное приложение для рендеринга с возможностью работы в реальном времени. Он был создан новозеландской компанией Refractive Software, которая была приобретена OTOY 13 марта 2012 года. Более поздние версии Octane Render продолжают развертываться с использованием веб-релиза.

Octane Render был первым коммерчески доступным несмещенным raytracer, который полностью использовал графический процессор, предоставляя ему значительное преимущество в скорости, позволяя пользователям легче изменять сцены в режиме реального времени. Octane Render работает исключительно на технологии Nvidia CUDA, ограничивая ее только видеокартами Nvidia. Octane Render 2019 планируется запустить на Vulkan и, следовательно, сможет работать на видеокартах AMD и Nvidia.

Corona Renderer

Corona Renderer - современный высокопроизводительный (не) предвзятый фотореалистичный рендерер, доступный для Autodesk 3d Max и как отдельное приложение. Разработка Corona Renderer началась еще в 2009 году как сольный студенческий проект Ондржея Карлика в Чешском техническом университете в Праге.

С тех пор Corona превратилась в коммерческий проект, работающий полный рабочий день, после того как Ондржей основал компанию вместе с бывшим художником компьютерной графики, доцентом и исследователем в Карловом университете в Праге. В августе 2017 года компания стала частью Chaos Group, что позволило дальнейшее расширение и рост.

Redshift

V-Ray - это плагин для рендеринга, который отлично работает с 3ds max. Он был разработан болгарской компанией Chaos Group, которая была основана в Софии в 1997 году. V-Ray - это коммерческий плагин для сторонних программ и компьютерной 3D-графики. Он используется для визуализации и компьютерной графики в таких отраслях, как медиа, развлечения, производство фильмов и видеоигр, промышленный дизайн, дизайн продуктов и архитектура.

Vray - это один из лучших плагинов для 3ds Max с самой долго историей. Несмотря на то, что этот плагин не нов, он постоянно совершенствуется на протяжении многих лет. Раньше было сложнее настроить параметры для подготовки сцены, но теперь он становится проще и способен создавать более качественные рендеры в более короткие сроки.

Это третья статья из цикла по работе в Blender. Вот ссылки на все три, выбирай ту, которая тебе нужна:

Эта статья поможет новичкам научиться рендерить и обрабатывать свои модели для портфолио или проекта. Ты узнаешь, как пользоваться инструментами Blender и Photoshop, чтобы сделать сочную картинку. Внимательное изучение статьи займет около 10 минут. Если возникнут вопросы — пиши в чат-бот (кнопка справа внизу). Там на связи живой менеджер :) Он поможет разобраться.

Если ты ни разу в жизни не пользовался Blender, для тебя у нас есть бесплатный курс Intro Blender. Ты научишься моделить простые формы, выучишь хоткейсы и поймешь как устроен технический процесс моделинга в Blender.

Чтобы сохранить volume иллициев и убрать кривое отображение, нужно рендерить в Cycles. Заходим во вкладку Render Properties. В разделе Sampling изменяем числовое значение в строке Render, чтобы поменять качество финального рендера. Но это влияет на производительность и скорость рендера, так что в своей работе мы выставляем значение для Render — 1200. При этом настройки Max Bounces в разделе Light Paths остаются почти без изменений. Единственный параметр, который мы немного меняем — это Volume (ставим "2" вместо "0"). Это нагрузит систему, но улучшит отображение тумана и свечения.

Вторая вкладка, которая нас интересует — Output Properties. Выставляем разрешение "2000”. Этого достаточно для портфолио на Artstation, алгоритмы сайта все равно "сожмут" итоговую картинку.

Наконец, включаем во вкладке View Layer Properties необходимые renderpass`ы в разделах Data, Light, Cryptomatte. Вместо Denoising внизу этой вкладки, активируем Denoising Data из раздела Data.

Рендеринг, или рендер – это процесс визуализации, при котором на основе трёхмерной модели с заданными параметрами получается готовое изображение. При визуализации учитываются все нюансы: свойства материалов, расположение источников света, текстуры, расположение объектов. В программе 3ds Max с 2018 есть собственные движки рендеринга, установленные по умолчанию – это Scanline, ART и Arnold. Дополнительно можно установить для этой цели плагины сторонних разработчиков, такие как 3ds Max V-Ray и 3ds Max Corona. Каждый из них рассчитан на работу с определенным типом материала и световым источником.

Рассмотрим подробнее процесс создания изображения с использованием программы Corona Renderer.

Сборка сцены, выставление ракурсов и света

Рендерить в 3ds Max намного проще и дешевле, чем создавать настоящие фотостудии, чтобы представить внешний облик мебели с разными вариантами обивки и декора. Трехмерная визуализация позволяет детально передать цвет и текстуру, направление светового потока, все особенности поверхностей. Красивый рендер создает максимально фотореалистичные изображения с отрисовкой мельчайших деталей.

Процесс рендеринга начинается со следующих шагов:

Для создания стандартной камеры можно перейти в меню Create – Cameras – Standard – Target/Free. При установке камеры можно выставлять различные настройки, например, Show Horizon позволяет показать линию горизонта, а FOV дает возможность изменить величину видимой области.

Добавление и настройка объектов

Чтобы создать сцену для будущей трехмерной визуализации, ее необязательно делать с нуля. Чтобы добавить различные интерьерные детали, бытовые предметы, какие-либо вещи или элементы оформления помещения, можно воспользоваться уже готовыми объектами, огромное количество которых можно найти в сети. Нужный файл можно скачать, чтобы впоследствии добавить в создаваемую сцену.

Для добавления и настройки объектов могут использоваться следующие инструменты:

Merge. Эту функцию можно использовать, чтобы добавить в сцену объекты в формате max., то есть те файлы, которые уже были созданы в формате 3dx Max. Например, можно заранее подготовить несколько компонентов будущего изображения, которые затем перемещаются в одну рабочую область. Для выбора требуемого фала можно использовать раздел меню File – Import – Merge. При этом можно добавить в рабочую зону весь файл или только его отдельные объекты.
Import – это наиболее популярный способ добавления нового объекта в готовую сцену. Нужное окно открывается через меню File – Import – Import. Программа способна работать с популярными форматами FBX, OBJ, DWG и некоторыми другими файлами. Однако документы можно импортировать напрямую далеко не из всех программ для трёхмерного моделирования, поэтому может потребоваться предварительно перевести файлы в требуемый формат. Чтобы предотвратить зависание программы при переносе файла, нужно временно отключить на компьютере все ненужные посторонние процессы.
Xref. Для использования этой функции нужно перейти в меню File – References – Xref Scene – Add, после чего требуется выбрать нужный файл. В этом случае сцена будет перемещена полностью. Также можно вручную переместить файл мышкой в рабочую область. Объект появится в тех же координатах, что и в стартовом файле. Особенность использования этой функции: при изменениях в файле референса они будут сразу отображаться в сцене. Чтобы переместить данные, достаточно будет нажать кнопку Update Now в специальном окне XRef Scene.

С помощью таких инструментов можно наполнять сцены новыми деталями, объединять в одну сцену несколько стартовых изображений и выполнять другие работы с моделями. 3д Макс позволяет работать с различными объектами, чтобы создавать фотореалистичные изображения интерьеров в любом стиле и цветовой гамме.

Добавление эффектов в сцену

Для придания изображению реалистичности, а также для реализации различных дизайнерских идей можно использовать следующие специальные эффекты:

Lens Effects – специальные фильтры, с помощью которых в сцену можно добавлять линзовые эффекты: блики, кольца, звездоподобные лучи, а также другие интересные решения.
Blur – эффект, при котором размываются четкие границы ранее созданного изображения.
Параметры Brightness and Contrast. Их настройка позволяет менять яркость и контрастность изображения, это меняет его визуальное восприятие.
Color Balance. Это настройки цветового баланса, которые также помогают изменить восприятие объекта.
Depth of Field. Это эффект, с помощью которого можно выполнить расфокусировку, чтобы имитировать съемку реальным фотоаппаратом.
Film Grain – эффект для имитации естественной зернистости пленки, которая возникает при обычной фотосъемке.

Чтобы выбрать нужный эффект и настроить требуемые характеристики, перейдите в окно Rendering Effect. Настройка Interactive включает автоматическое обновление изменений. Если ее не включать, для просмотра можно использовать Update Effect. Кнопки Show Original и Show Effect позволяют увидеть оригинальное изображение без добавленного эффекта и с ним. Уроки работы в 3ds Max позволят отработать различные эффекты и разобраться в возможностях программы.

Запуск рендеринга

Чтобы запустить белый рендер в 3ds Max, перейдите в меню Rendering – Render Setup, также можно воспользоваться горячей клавишей F10. Выберите программу рендеринга и в открывшемся разделе Common установите требуемый режим:

Single – запуск рендера отдельного кадра.
Active Time Segment – обработка всей временной шкалы от 1 до 100.
Range – рендер кадров для установленного временного отрезка.

Первый режим используется при обработке статичных изображений, второй и третий – для работы с анимацией. После установки всех требуемых параметров можно нажать на кнопку Render или выбрать сочетание клавиш Shift+Q. Автоматически откроется окно VFB, с помощью которого можно будет сохранить полученный результат.

Процесс рендеринга открывает самые широкие возможности для создания изображения с нужными текстурами и добавления в сцену новых объектов с последующей обработкой. Это позволяет создавать трёхмерную визуализацию самых разнообразных помещений.

Помощь в настройке 3Ds Max

Если вы понимаете, что вам нужна помощь в настройке и освоении программы 3Ds Max, школа дизайна и графики Art and Shock создала специальный бесплатный 4х-дневный онлайн-практикум по 3D-визуализации для новичков.

С помощью онлайн-практикума вы сможете:

установить и настроить необходимые программы для создания 3D-визуализаций - 3Ds Max и Corona Render;
получить видео-уроки и полезные материалы по работе в программах;
узнаете как настраивать свет и камеру;
научитесь работать с материалами и рендерингом;
сможете задать вопросы своему куратору - профессиональному 3D-визуализатору.

В результате вы создадите свою первую визуализацию в 3Ds Max за 4 дня, даже если никогда не работали в программе.

Переходите по ссылке, чтобы зарегистрироваться на бесплатный онлайн-практикум прямо сейчас

Рендеринг появился впервые в 2000 году и с тех пор становился только популярней. Сегодня это целая индустрия и с каждым годом она набирает обороты и расширяет свою сферу применения. Так что же такое рендеринг и в чем его суть?

Что такое рендеринг?

Вот, например, этот снимок, как вы считаете — это фотография или рендеринг? Ответ вас будет ждать в конце статьи, а пока продолжим.

Область применения

Своё применение рендеринг нашел во многих областях:
— кино индустрия;
— анимация;
— видеоигры;
— реклама;
— дизайн интерьеров;
— дизайн ювелирных украшений;
— создание мебельных каталогов;
— ремонт и строительство домов;
— картографии;
— промышленность и военное производство (создание деталей, рам и различных конструкций) и т.д.

Применение данной технологии позволило значительно сократить временные и трудовые ресурсы при создании дизайнерских проектов. Минимизировать риски получения плохого результата, так как программы позволяют заранее увидеть реалистичный вид будущего продукта. Благодаря этому выбираются лучшие решения дизайна и варианты исполнения, а также получается значительная экономия средств, так как не требуется переделывать готовое изделие, вживую, ведь все переделки уже сделаны виртуально, без лишних затрат.

Как это происходит

Чаще всего строится полигональная модель, все видели подобную модель в виде сетки. Все поверхности в данной модели представляются двухмерными примитивами – треугольниками, четырехугольниками и т.д. Эти примитивы называются полигоны.

Чем меньше по размерам эти полигоны, тем их больше и тем модель получается более реалистичная. Но в тоже время, чем больше полигонов, тем больше и расчетов необходимо совершить процессору и соответственно больше требуется времени на это. Поэтому детализация модели это очень важный момент, чем больше детализация, тем больше полигонов, тем ниже производительность.

Существуют различные методы построения таких моделей, для сложных моделей, например, животных, людей и т.д. используются методы лепки, точно также, как из пластилина, потянув за край модели она вытягивается, появляются новые полигоны и т.д.

Также возможно использовать поверхностное моделирование и твердотельное моделирование в различных CAD/CAM-системах.

Такая модель несет только лишь математическую модель, которая оговаривает ее геометрию и ничего больше. Для придания цвета на эти полигоны накладывается текстура. Текстура представляет собой обычный рисунок или фотографию, которые и накладываются на модель.

После наложения текстуры модель становится уже более лучше выглядеть, но далеко не фотореалистично, так как реальные поверхности обладают рядом свойств, таких как прозрачность, отражательная способность и т.д. Поэтому модели необходимо назначить материалы и указать их свойства, например, полированный металл и т.д. Материал также представляет собой математическую модель, имеющей различные свойства, через которые можно менять, например, прозрачность воды.

Для более реальной визуализации необходимо задавать все материалы послойно, например, кузов автомобиля имеет слой металла, грунтовки и краски. Так достигается реально крутой результат.

Но на этом еще не всё, для ощущения реальности необходимо разместить сцену, расположить модель нужным образом, настроить освещение и камеру. И осуществить рендеринг, расчет данной картинки с учетом заданных всех настроек материала, освещения и т.д.

В анимации еще сложнее, полигоны меняются, например, человек говорит, моргает и т.д., меняется его текстура и другие свойства. Компьютер осуществляет расчет каждой сцены в режиме реального времени, чем больше анимации, больше изменений, соответственно тем больше ресурсов необходимо компьютеру.

Таким образом за рендерингом скрываются определенные математические формулы векторной математики, геометрии и т.д. и огромный расчет.

Создание фотореалистичного изображения модели состоит из 6 этапов и рендеринг — это 5 этап.

• Моделирование или создание объемных объектов. На этом этапе используются очень много различных способов. Самые популярные: использование кривых и полигонов.

• Текстурирование – это создание текстуры и материалов поверхностей моделей. Это целое искусство и отдельная отрасль в производстве.

• Оснастка – по-другому риггинг. Процесс создания скелета и мышечной массы объекта для дальнейшей анимации.

• Анимация – оживление созданного объекта.

• Рендеринг – непосредственная визуализация объекта и запись.

• Композитинг – объединения всех созданных объектов в одну сцену.

Методы, применяемые к объектам, зависят от выбранного процесса рендеринга:

— Сканирование строк (scanline rendering) – при таком рендеринге объекты визуализируются горизонтально построчно. Он применяется для создания видимой поверхности. Широко применяется в кино индустрии. Так как кадр появляется на экране доли секунды и качество и реалистичности при этом не столь важно. Главный недостаток – для создания теней приходится прибегать к другим методам. На нем работают: Pixar’s RenderMan и Electric Image’s Camera.

— Трассировка лучей (ray tracing rendering) – при таком методе отслеживается взаимодействие световых лучей с поверхностью предмета. Применяется в обработке фотографии и создании фото 3D моделей. Главный недостаток – большие временные затраты. На нем работают: Softimage, NewTek LightWave или Discreet 3D Studio MAX.

Основной этап визуализации – ретуширование. Его используют для получения изображения высокого качества. Он использует ряд методов для визуализации поверхности при различном освещении:
— отражение света;
— поглощение света;
— рассеивание света;
— смешивание различных источников освещения.

Программы для визуализации делятся на два вида: Real-Time и Non-Real-Time. Выбор зависит от поставленных целей и конечного результата.

Real-Time

Такие рендеры (программы) работают на методе сканирования строк. Они были созданы для быстроты обработки, но при этом значительно теряется качество изображения. Эти программы были созданы для создания игр, симуляторов времени и включены во многие пакеты 3d моделирования. Для достижения ими высокого качества приходится одну и туже сцену просчитывать несколько раз с различных точек видения. Применяются дополнительные трюки.

Non-Real-Time

Эти рендеры используют для создания фотографий очень высокого качества. Их основа метод трассировки лучей и процесс нацелен на результат, но занимает длительное время. Они позволяют создавать изображения высочайшего качества, когда можно разглядеть все подробности в надежде найти недостатки. Они могут обрабатывать большие сложные сцены с различным освещением.

Большинство современных систем используют оба метода. Выбирая самостоятельно в зависимости от поставленной задачи.

Рендеринг сегодня

Индустрия рендеринга не стоит на месте, а постоянно развивается. Создаются все новые и более совершенные программы, которым требуется все меньше и меньше времени на визуализацию объектов. В скором времени, на этот процесс будут уходить секунды. Сама работа с программными пакетами становится гораздо проще, буквально на уровне интуиции. Уже не требуется сложная многочасовая настройка компонентов. Сегодня можно поместить объект в сцену, выбрать материалы для поверхностей и уже получите неплохой результат.

Яркий пример применения рендеринга – это каталог мебели и аксессуаров компании IКЕА. 75% продуктов и 35% интерьеров в каталоге это 100% рендеринг. Но и остальная часть каталога только на четверть состоит из реальных фотографий без добавления визуализации.

Для составления каталога был создан банк 3d моделей мебели, около 25000 экземпляров. И из этих образцов формируются интерьеры, которые выглядят абсолютно реалистично. А начиналось все в далеком 2004г. И выглядело очень неприглядно. За прошедшие годы команда ИКЕА довела технологию создания реалистичных интерьеров до совершенства. Использование базы 3d моделей это дешевле и быстрее, чем если создавать каждый интерьер в реальности и фотографировать его. А ведь 20 лет назад никто и подумать не мог, что с помощью компьютера можно будет обновлять мебель. Сейчас так делают многие компании.

Еще одним примером применения визуализации является проектирование экстерьеров и интерьеров помещений. На этапе строительства дома или отеля в виде чистого поля и кучи чертежей, обычным людям не возможно представить, что здесь будет построено, так рендеринг или визуализация дает возможность увидеть реалистичное изображение будущего объекта до вложения своих средств.

Разработка

Для визуализации моделей создано более 500 различных программ. Часть из них включены в большие пакеты 3d моделирования, а остальные являются самостоятельными программами выполняющие различные задачи.

Если провести краткий анализ основных программ, то можно выделить следующие:

— Wavefront Maya – лучшая программа для анимации мягких тел, с помощью ее можно создать очень реалистичные ткани и текстуру воды.

— NewTek LightWave – считается самой быстрой и точной. Применяет 96-битную глубину цвета, осуществляет анимацию методом Radiosity.

— Pixar RenderMan – это самая быстрая программа для рендеринга, ее повсеместно используют в кино индустрии. Но она предназначена только для визуализации, все остальные процессы придется делать в других программах.

— Discreet 3D Studio MAX – это основа и рабочая площадка для всей 3d анимации. Вы можете добавлять в нее необходимые функции для решения поставленных задач.

Сегодня модули рендеринга и визуализации входят в состав современных инженерных CAD/CAM-систем, применяемых для автоматизированного проектирования изделий и технологической подготовки производства к их изготовлению. Таким образом в данных пакетах можно спроектировать изделие, сделать рендеринг, спроектировать управляющие программы для станков с ЧПУ и начать их изготовление на станке и всё это в рамках одной программы. Пример такого модуля CAD/CAM-системы можно посмотреть здесь.

А вот уже и ответ, думаю, если статья была бы о гонках, то никто бы и не догадался, что это был рендеринг, за которым скрывается обычная 3d-модель, а не реальная фотография из машины пилота.

Заключение

За прошедшие 15 лет рендеринг превратился в крупную и постоянно развивающуюся индустрию. Это уже давно не просто красивое изображение, а серьезный и крупномасштабный инструмент, используемый во многих отраслях. Его развитие позволило сократить затраты труда и энергоресурсов, представить будущий объект еще на первоначальном этапе и даже заглянуть в космические дали — это многого стоит.

Читайте также: