Ultra szybki rendering path tracing
Skrócenie czasu obliczeń uzyskano dzięki algorytmom wykorzystującym współdziałanie procesora karty graficznej (GPU) z nowoczesnymi, wielordzeniowymi procesorami (CPU). W efekcie otrzymujemy optymalny stosunek czasu obliczeń do jakości wizualizacji. W module są dwa niezależne algorytmy: path tracing oraz dotychczasowe radiosity — to od Ciebie zależy, którą metodę wybierzesz. Path tracing daje wizualizacje nie do odróżnienia od prawdziwych fotografii.
Informacje techniczne
- Path tracing — algorytm tworzący fotorealistyczne obrazy scen trójwymiarowych przez analizę losowo wybranych ścieżek promieni światła. Analizując dostatecznie dużo promieni, wyznacza wysokiej jakości odwzorowanie globalnego rozkładu światła. Metodę zaproponował James Kajiya w 1986 r. jako rozwiązanie równania oświetlenia; implementacja w module Renderingu Profesjonalnego jest autorskim rozwiązaniem CAD Projekt K&A. Metoda jest dokładniejsza niż radiosity, ale bardziej czasochłonna i ma wyższe wymagania sprzętowe.
- Radiosity — metoda wyznaczania globalnego rozkładu oświetlenia uwzględniająca odbijanie i pochłanianie światła przez przedmioty. Wyliczone parametry program zapamiętuje i używa do wyświetlania wizualizacji w czasie rzeczywistym; efekt jest niezależny od położenia obserwatora.
Główną zaletą path tracingu nad radiosity i raytracingiem jest łatwe modelowanie promieniujących powierzchni — w raytracingu uwzględniane są jedynie światła punktowe. Dla jednego piksela obrazu analizuje się zwykle od kilkudziesięciu do kilkuset ścieżek, co przekłada się na czas obliczeń; zaletą jest jakość zbliżona do zdjęć.
Jak przebiega algorytm
- Z punktu obserwatora wypuszczane są promienie w kierunku emitera.
- Jeśli promień trafi w obiekt, z punktu przecięcia rekursywnie wypuszczane są kolejne promienie o losowym kierunku; każdy obiekt może pochłaniać lub emitować światło.
- Ścieżka kończy się po przekroczeniu limitu rekursji; wtedy wyznacza się natężenie światła docierające do obserwatora — tłumione na ścieżce zależnie od cech fizycznych trafionych obiektów (odbicie, chropowatość, mapowanie wypukłości, kąt padania).
Niezależnie od wybranej metody, krok pierwszy to obliczenie oświetlenia globalnego (global illumination). Krok drugi to „finiszowanie” obrazu — w path tracingu wielokrotne przeliczanie próbek na piksel; z każdym przebiegiem wizualizacja jest mniej ziarnista.
Po zakończeniu obliczeń możliwa jest prosta postprodukcja: korekta ekspozycji, kontrastu, gammy, redukcja jasności, balans bieli oraz predefiniowane filtry.
Metody prezentacji projektu
| Render | Standardowy | Radiosity | Path tracing |
|---|---|---|---|
| Jakość wizualizacji | ★ | ★★ | ★★★ |
| Format pliku | JPG | JPG | JPG |
| Maksymalna rozdzielczość | 5760 × 3240 px | 5760 × 3240 px | 5760 × 3240 px |
| Zapis animacji (AVI) | tak | tak | tak |
| CAD Share-It | tak | tak | nie |
| ObserVeR | nie | tak | nie |
| Panorama sferyczna 360° | nie | nie | tak |
Słowniczek
- Global illumination (oświetlenie globalne) — model, w którym uwzględnia się nie tylko światło ze źródeł w projekcie, ale też promienie odbite od innych obiektów, ścian i podłóg. Daje realistyczny rozkład światła w pomieszczeniu. Podczas obliczeń uwzględniane są cechy fizyczne obiektów: emisja, podświetlenie, połysk, odbicie, chropowatość, przezroczystość, mapowanie wypukłości.
- Bump mapping (mapowanie wypukłości) — teksturowanie symulujące niewielkie nierówności faktury; płytki ceramiczne zyskują naturalne połyski, szorstkości i wypukłości.
- Ambient occlusion — cieniowanie szacujące, w jakim stopniu fragment powierzchni jest wystawiony na światło rozproszone; prosty sposób na naturalny wygląd przedmiotów.
- Ray tracing (śledzenie promieni) — analiza załamań i odbić promieni trafiających do obserwatora: połyski na metalu, załamania na szkle, wielokrotne odbicia w lustrach. Algorytm finiszujący obliczenia radiosity.
- Emisja (luminescencja) — każdy obiekt może emitować własne światło o dowolnym natężeniu i kolorze.
- Oprawy świetlne wg danych IES — źródła światła regulowane z bieżącym podglądem (kolor, natężenie, zasięg) i kształtowane na podstawie rzeczywistego rozkładu światła opraw.
- Diagnostyka sceny — w tym naprawa odwróconych powierzchni modeli 3D, dla poprawnego rozkładu oświetlenia, odbić i połysków.
Gdzie kupić
Moduł Renderingu Profesjonalnego jest częścią CAD Decor PRO i opcjonalnym dodatkiem do CAD Decor oraz CAD Kuchnie.