Візуалізатор - це програмне забезпечення, яке знімає всі моделі, анімації, текстури, а також світила та інші предмети сцени і створює остаточне зображення, що складається з анімаційного фільму, обчислюючи, як світло відскакує навколо віртуальної сцени та відтіняє об'єкти. Hyperion - наш внутрішній рендерінг і є фізично обгрунтованим простежувачем шляху.
Що таке трасування?
Трасування шляхів - це метод генерування цифрових зображень шляхом імітації того, як світло взаємодіє з об'єктами у віртуальному світі. Шлях світла простежується, стріляючи променями (відрізками лінії) на сцену та відстежуючи їх, коли вони відскакують між предметами.
Трасування шляху отримало свою назву від обчислення повного шляху світла від джерела світла до камери. Світло потенційно може підстрибувати між багатьма об'єктами всередині віртуальної сцени. Коли промінь світла потрапляє на поверхню, він відскакує і створює нові промені світла. Тому шлях може складатися з ряду променів. Зібравши всі промені вздовж доріжки разом, можна обчислити внесок джерела світла та поверхонь уздовж шляху. Ці розрахунки використовуються для отримання остаточного зображення.
У багатьох версіях трасування шляху (включаючи підхід, який займає Гіперйон) шляхи починаються з камери та знімаються на місце події, щоб знайти з'єднання з джерелами світла. Це протилежне тому, як поводиться світло в реальному світі, але, роблячи це назад, набагато простіше знайти світлові шляхи, які насправді потраплять на камеру.
Чому трасування шляху?
Техніка здатна виробляти високий ступінь реалізму. Оскільки всі взаємодії між світлами та предметами у віртуальній сцені імітуються, ми можемо фіксувати ефекти, такі як заломлення та глянцеві відбиття. Найголовніше, що ми можемо створювати зображення з непрямим освітленням, де враховується світло, що відбивається від віртуальних об'єктів. Навіть світло, що відбивається кілька разів (називається багатоотриковим світлом), впливає на сцену, включаючи тонкі та не дуже тонкі освітлювальні ефекти.
На наступних швидкоплинних кадрах ми бачимо реальні фотографії об'єктів з дуже різними характеристиками, порівняно з рекреаціями, викладеними в Hyperion. Проведіть курсор миші вліво та вправо над зображеннями.
Цей швидкоплинний кадр демонструє вплив світла, що відбивається на появу Baymax на сходовій клітці. На правому зображенні врахуйте м'яке непряме світло, що випромінюється через Baymax, завдяки чому він виглядає напівпрозорим, подібним до м'яча для настільного тенісу на попередніх зображеннях.
На цьому кадрі зображений крупний план лабораторії команди "Великий герой 6", зроблений з та без медового лимона, що котиться у вибуховій кулі. Проведіть курсор миші на зображення, щоб представити Медовий лимон, і відзначте тонкий вплив, який вона чинить на зовнішній вигляд лабораторного середовища завдяки точному моделюванню світла.
У наших фільмах ми стикаємося з дуже великими і складними параметрами, такими як Сан-Франсокіо, місто в Big Hero 6. Це може поставити виклик для будь-якого рендері, що намагається імітувати реалістичне освітлення.
Використовуючи типові прийоми відстеження шляху, світло відскакує навмання, зустрічаючи предмети в непередбачуваному порядку. Це може призвести до великої кількості витраченого часу, особливо у складних сценах. Для вирішення цієї непростої проблеми ми використовуємо власну унікальну варіацію трасування шляху.
Гіперйон обробляє кілька мільйонів світлових променів одночасно, сортуючи та з’єднуючи їх разом за їх вказівками. Коли промені групуються таким чином, багато променів у пучку потрапляють в один і той же об’єкт в одній області простору. Така схожість променів-променів дозволяє нам - і комп'ютеру - оптимізувати розрахунки для потрапляння об'єктів.
Завдяки нашому романному методу, ми можемо відтворити всю повноту Сан-Франсокіо, не вдаючись до хитрощів, як створення картин для імітації далеких пейзажів.
Це дозволяє нам покласти аудиторію на плечі Baymax, коли він ракетами проходить через Сан-Франсокіо без будь-яких обмежень.
Hyperion - це потоковий промінь-відслідковувач, здатний виконувати багатоотражневе глобальне освітлення на сценах масштабу виробництва, не вдаючись до затінення кешів або інстанцій. Щоб досягти цього, ми запровадили нову рамку двоступеневого променевого сортування. По-перше, ми сортуємо великі, потенційно непрофільні партії променів, щоб забезпечити узгодженість. Робота з великими партіями має важливе значення для вилучення когерентних променевих груп зі складних сцен. По-друге, ми сортуємо хіти променів для відкладеного затінення із нестандартними текстурами. Для кожної партії ми досягаємо ідеально узгодженого затінення з послідовним зчитуванням текстури, виключаючи необхідність кешу текстури. Наш підхід простий у реалізації та сумісний із більшістю стратегій обходу сцени.
Список літератури: Список літератури: Ейзенахер, К., Ніколс, Г., Селле, А. і Берлі, Б. (2013), Сортування відкладених відтінків для відстеження виробничого шляху. Форум комп’ютерної графіки, 32: 125–132. doi: 10.1111 / cgf.12158
Посилання на публікацію
Команда Hyperion: Ендрю Фішер, Патрік Келлі, Девід Адлер, Ден Тіс, Крістіан Ейзенахер, Даг Лесан, Грег Ніколс, Чак Таппан, Брент Берлі, Шон Дженкінс, Енді Селле, Ной Каган, Ліза Янг, Метт Чіанг, Ральф Хабель, Даррен Робінсон, Пітер Куц, (не на фото: Карл Лі)
Що таке трасування?Чому трасування шляху?
Що таке трасування?
Чому трасування шляху?
