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在Maya里使用Slim编辑PhotoRealistic renderman材质

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中国图象图形学报（B辑） 2003年第11期8卷 i0012-i0015页

作者：赵玉琨（Maya x） ChinaVFX版主

Photo Rearistic renderman越来越强大了．这个曾获得过两次电影学院奖的renderman渲染器最近在Pixar的新片“海底总动员”中再次大放异彩．表现出极其强劲的质感表现能力和反走样处理能力。亳不夸张的说。renderman渲染器对于电影高精... 详细信息

Photo Rearistic renderman越来越强大了．这个曾获得过两次电影学院奖的renderman渲染器最近在Pixar的新片“海底总动员”中再次大放异彩．表现出极其强劲的质感表现能力和反走样处理能力。亳不夸张的说。renderman渲染器对于电影高精度渲染的苛刻要求是游刃有余的。下面的教程将教你如何在Maya中使用Slim编辑Photo Realistic RerderMan材质。

关键词： renderman Slim Maya 编辑材质 Photo 表现能力渲染器

基于高级渲染器renderman的shader方法与应用

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计算机应用与软件 2008年第11期25卷 223-226页

作者：张静谈国新李蓉华中师范大学教育信息技术工程研究中心湖北武汉430079

在三维动画制作过程中,材质是视性属性的综合体现,是表现视觉艺术效果的关键之一。renderman是一款在好莱坞的动画片中广泛应用,技术成熟并提供接口扩展的一流渲染器。阐述了利用renderman的rsl语言编写shader的原理、方法和实践,并且... 详细信息

在三维动画制作过程中,材质是视性属性的综合体现,是表现视觉艺术效果的关键之一。renderman是一款在好莱坞的动画片中广泛应用,技术成熟并提供接口扩展的一流渲染器。阐述了利用renderman的rsl语言编写shader的原理、方法和实践,并且给出了利用几何理论、分形理论、物理学等知识结合运用,在三维动画片《7℃》中,用renderman中几个材质制作应用实例,特别是完整地给出了一种丝绸材质算法。

关键词： renderman 材质纹理湍流函数分数布朗运动

基于高级渲染器renderman的水流材质系统的研究与设计

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基于高级渲染器Renderman的水流材质系统的研究与设计

作者：张静华中师范大学

学位级别：硕士

随着计算机硬件和多媒体技术的发展,计算机三维动画的应用领域和应用程度在不断提高,在军事仿真、建筑景观设计、虚拟现实、医疗卫生、娱乐和教育等众多领域得到广泛的应用。在三维动画制作过程中,材质(shader)是视性属性的综合体现,是... 详细信息

随着计算机硬件和多媒体技术的发展,计算机三维动画的应用领域和应用程度在不断提高,在军事仿真、建筑景观设计、虚拟现实、医疗卫生、娱乐和教育等众多领域得到广泛的应用。在三维动画制作过程中,材质(shader)是视性属性的综合体现,是表现视觉艺术效果的关键之一。但是主流计算机三维动画软件,例如Maya、3dmax等存在着局限性,这主要是由于它们大众软件缺乏针对性特性决定的,例如渲染速度局限性和没有针对专门动画片特别设计,三维模型表面的材质种类单一,可交互性差,可控参数的数量和种类少,因此,在第三方渲染器中设计新的材质以提高渲染速度和效益有很重要的意义。renderman是一款在好莱坞的动画片中广泛应用,技术成熟并提供接口扩展的一流渲染器。本文通过对renderman的Rsl(renderman Shading Lanuage)技术研究,结合物理学、图形学、数学和计算机编程等多个领域的研究,设计一个基于renderman的包含海水、湖水、溪水和泳池水的水流材质系统。该系统结合Maya等三维设计软件应用于三维动画制作,有很广阔的应用前景。论文详细介绍了该系统的设计方案与各子模块的开发过程,包括海水模块、湖水模块、溪水模块和泳池水模块。各个模块都采用软件技术实现,采用Rsl、随机过程理论和图形学等技术,在硬件方面要求低,不需要对现有的硬件多任何的投资。因此,系统成本低、速度快。根据该设计方案,本论文完成了该系统的开发工作,实现了包含海水、湖水、溪水和泳池水的水流材质系统。试验证明有良好的速度和视觉效果。

关键词： renderman shader Rsl 分形傅里叶光线追踪

基于renderman的光子映射算法研究与实现

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基于Renderman的光子映射算法研究与实现

作者：崔云鹏山东大学

学位级别：硕士

随着计算机图形学的快速发展和计算机硬件能力的不断提高,真实感渲染成为计算机图形学的核心内容之一,追求更高质量和更快速度正成为计算机图形学研究人员的主要科研方向。光子映射作为一种灵活、简单并且功能强大的全局光照算法,... 详细信息

随着计算机图形学的快速发展和计算机硬件能力的不断提高,真实感渲染成为计算机图形学的核心内容之一,追求更高质量和更快速度正成为计算机图形学研究人员的主要科研方向。光子映射作为一种灵活、简单并且功能强大的全局光照算法,它不仅能实现颜色渗透、焦散、次表面散射等效果,还能对中间介质进行渲染。在传统的光子映射算法实现全局光照效果时,场景中个别的角落、缝隙等细节处得不到充分的照明能量,加上光子分布不均匀造成的噪声问题,通常结合使用最终聚集来优化渲染效果。最终聚集算法虽然提出时间要早于光子映射,却是对光子映射算法的有效补充,能优化光子映射的渲染效果,但是,相比光子映射的渲染速度,最终聚集运行时间代价较大。造成这种代价的原因正是在于每次最终聚集过程都重复执行着色器程序,本文将光子映射预计算之后的着色点颜色值以点缓存文件的方式缓存起来,那么在计算最终聚集的时候就不需要重复执行着色器程序,只需从点缓存文件中读取当前着色点的缓存颜色值即可。采用这种方式能大幅减少有间接光照、颜色渗透存在的场景的渲染时间作为世界上最著名的动画公司之一的皮克斯创建了renderman规范,并将其真正应用到动漫电影工业中。目前,基于renderman规范的渲染引擎有很多,已经被证明是一个成功的规范,本文选择renderman作为研究和实验的平台。本文的主要工作包括： 1.基于光子映射和最终聚集的结合,如何减少渲染时间是本文的主要工作之一。着色器程序的重复解释执行是光子映射和最终聚集算法运行过慢的主要原因,本文算法主要思想是利用点缓存达到减少对着色器程序的调用从而起到时间加速的效果。本文预先对光子图进行辐照度的计算,并将结果保存到点缓存中,而通常情况下,点缓存的大小要远小于光子图的大小而且在渲染时可以一定程度地减少因光子分布不均匀产生的噪声并能保证图像的渲染质量,同时减少渲染所用时间。 2.光子映射算法还适应于中间介质的渲染,这也是本文第二部分的主要工作,首先使用ray marching算法实现了灯光雾的渲染;然后,在体光子图的基础上,独立地使用体焦散光子图实现对体焦散效果的渲染;最后,在光子映射辐照度估计时,对场景按照光源距离的远近,自适应地调节查找的光子数目,可以一定程度优化渲染质量。

关键词：全局光照光子映射最终聚集点缓存 renderman

基于renderman的程序材质的研究与开发

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基于RenderMan的程序材质的研究与开发

作者：李蓉华中师范大学

学位级别：硕士

随着动画产业的不断壮大,数字动画技术日益发展,三维动画片成为动画产业的新主流。渲染作为动画制作最为关键的环节之一,一直是制作流程的瓶颈,优秀的渲染解决方案决定着产品的最终效果。近年,渲染技术成备受多关注和快速发展的一门技术... 详细信息

随着动画产业的不断壮大,数字动画技术日益发展,三维动画片成为动画产业的新主流。渲染作为动画制作最为关键的环节之一,一直是制作流程的瓶颈,优秀的渲染解决方案决定着产品的最终效果。近年,渲染技术成备受多关注和快速发展的一门技术,各种渲染软件层出不穷,而在好莱坞获奖最多的渲染器当属renderman,作为基于著名的REYES渲染引擎开发的渲染软件,renderman已经成为计算机图像渲染规范,它以其稳定,高速、强大、可变设置和可编程而著称。程序化的着色方式是Rendennan渲染器中最强大和最富于生命力的部分。RSL(Rendeman ShadingLanguag)建立在C语言基础之上,是描绘虚拟灯光与数字表面交互作用而专门设计的强大工具,用于描绘光源输出,以及模拟灯光如何在表面和空间中衰减,成为与着色器相对应的程序设计语言,即着色技术语言。一直以来,由于renderman语言的博大与精深,使很多不熟悉计算机语言的人,尤其是那些无技术背景的艺术家对renderman的高门槛与低开放性心存畏惧。所以开发出供艺术家们调整参数就可以实现效果的应用级别的shader,显得十分重要。本文着重研究了基于renderman的Shader技术,并开发了两种实用的Shader。在文章的前面部分,首先研究了Rendernan的内部架构,包括它的渲染流程,基本算法,接口规范。然后介绍了renderman的程序材质语言SL,介绍了它支持的数据类型、内置函数等方面,详细介绍了renderman支持的的几大类材质的结构和属性,在文章的第四章,详细介绍了所开发的两种材质所用到的算法、技术和开发过程,在文章的第五章里,把前面开发的材质制作成了模版,可以载入相关软件中方便地使用。

关键词：渲染材质纹理 renderman 光照模型分形

基于renderman规范的Catmull-Clark层次细分曲面渲染

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基于Renderman规范的Catmull-Clark层次细分曲面渲染

作者：张佳磊山东大学

学位级别：硕士

影视特效的需求推动着计算机图形学技术的发展,计算机图形学技术对影视行业也有着巨大的影响。建模与渲染是计算机图形学重要的研究与应用领域。研究人员研究出来许多渲染算法,如今的商业的渲染引擎大多支持多种渲染算法,其中renderman... 详细信息

影视特效的需求推动着计算机图形学技术的发展,计算机图形学技术对影视行业也有着巨大的影响。建模与渲染是计算机图形学重要的研究与应用领域。研究人员研究出来许多渲染算法,如今的商业的渲染引擎大多支持多种渲染算法,其中renderman规范的渲染器在渲染领域有着非同一般的地位。电影中逼真的物体是通过建模来表示的,Catmull-Clark细分曲面兼具NURBS和多边形的优点,既支持任意拓扑又能达到光滑的效果,是一种有效的建模方式。由于早期计算机性能较低,并且细分算法又比较耗时,细分曲面在过去很多年里发展缓慢。随着计算机性能的提升,细分曲面理论的完善和技术的积累,Pixar公司将细分曲面技术应用到了动画电影中。随着Pixar公司释放相关专利和技术,基于renderman规范的细分曲面应用越来越广泛。细分曲面建模已经成为Maya建模方式的之一。对细分曲面这一重要的模型的支持成为真实感渲染引擎的必备功能。基于renderman规范的Catmull-Clark层次细分曲面经过完全折痕、半折痕、层次编辑等相关扩展才形成如今的规范。实现基于renderman规范的细分曲面的有效渲染面临着一些问题,这些问题包括支持层次编辑特征、在Reyes渲染流程中渲染效率问题、在光线跟踪流程中加速结构与渲染效率问题。本文中我们讨论并解决了这些问题。本文的主要贡献：1.提出基于视角的自适应细分算法,该算法对非规则面进行不断细分,将规则面转化为双三次B-样条曲面,并通过着色密度控制双三次B-样条曲面和非规则面的细分过程。2.提出基于场景的渐进式的细分算法。在光线跟踪渲染流程中,只细分对光线计算有影响的细分曲面,避免不必要的细分。此外还改进了层次细分曲面的加速结构,提升了渲染效率。3.在现有的渲染系统上实现对Catmull-Clark层次细分曲面的表示和渲染,并且对网格数据结构、纹理映射计算、包围盒边界、层次编辑特征计算进行有效的实现。通过本文的工作,RenderWing渲染器已经完全支持基于renderman规范的Catmull-Clark层次细分曲面。本文对纹理映射,包围盒边界问题进行了相应的测试,问题都得到了解决。本文在Reyes渲染流程和光线跟踪渲染流程中测试了相应的细分算法,结果表明,本文实现已经满足了商业动画电影对层次细分曲面的要求。

关键词： Catmull-Clark Reyes renderman RIB 真实感渲染

基于renderman规范的真实感渲染光源建模与实现

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基于RenderMan规范的真实感渲染光源建模与实现

作者：姜雪姣山东大学

学位级别：硕士

数字动漫与影视产业是我国近年来大力发展的战略性新兴产业。计算机3D渲染技术发挥着越来越重要的作用。渲染是指从数字模型生成像素级图像的过程。由模型到图像的过程需要对渲染目标计算颜色,对渲染目标的颜色进行计算的过程称为着色,... 详细信息

数字动漫与影视产业是我国近年来大力发展的战略性新兴产业。计算机3D渲染技术发挥着越来越重要的作用。渲染是指从数字模型生成像素级图像的过程。由模型到图像的过程需要对渲染目标计算颜色,对渲染目标的颜色进行计算的过程称为着色,而光照是着色的根本。自上世纪80年代可编程着色器被提出以来,可编程着色器就迅速成为了计算机图形学领域里描绘事物材质属性的一种高可靠性和高扩展性的工具。光源也同样需要描述为可编程着色器。很多三维设计人应用Autodesk Maya软件,它是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件,可以提供完美的3D建模、动画、特效和高效的渲染功能。一个渲染系统常常首先要能提供对Maya的支持。而对于Maya光源,各种业界产品的解释参差不一。正因如此,一个渲染系统需要能正确识别Maya的光源并能被系统用以渲染的着色器。本文面向《真实感动漫渲染系统研究与应用》课题需求,基于renderman着色器规范,建模、设计、实现了光源着色器,与课题组开发的Bleman渲染引擎结合,可以很好的实现Maya场景的光照渲染需求。本文工作内容主要分为两部分：一是光源的建模。真实世界的光照非常复杂,受到光源本身的物理属性、环境空气的多样因素和场景空间关系等各种因素影响。在场景设计中,这些影响因素的前两者可以统一归为光源的属性,调节属性参数可以模拟复杂多变的光照。光源的建模规定了由光源模型负责的计算任务、集成了各种属性参数对光源的影响以及由空间关系决定的传播或阻断过程。场景各处可以使用光源经过模型计算得到的颜色贡献。光源模型既需要遵循科学规律,其效果又要满足画面设计者应用经典设计工具Maya而形成的期待。建模中则用到光的朗伯特余弦定理,埃尔米特光滑差值等方法,以及其它渲染产品如3delight的经验数据和公式。二是着色器的设计和实现。由模型到着色器的实现采用RSL(renderman Shading Language)。通过renderman规范的RSL编程得到.sl着色器文件,该编程着色器可以为renderman规范编译器编译为可执行的.sdr可执行着色器,结合大量场景文件进行渲染测试以完善着色器。以C++编程的渲染平台系统借助MayaAPI导出必须的参数到着色器,使得着色器可以直接支持Maya的用户设置。为简化过程,不直接导出完整的RSL程序,而是替换为宏语句,在编译.sl文件时才从需要的头文件中读取相应的宏定义。这些宏定义是计算光的RSL程序,编译后得到的可执行.sdr着色器可以在之后的过程为渲染引擎调用。本文的工作补充了项目组自主研发的真实感渲染系统,成为渲染着色器库的重要组成部分。

关键词：渲染 renderman 着色器光源模型