Mental ray iray

Iray – технология разработанная компанией mental images, она отличается от mental ray, но совместима с ним с некоторыми ограничениями (о которых речь пойдёт далее). iray рендерит изображения средствами видеокарты c процессорами на базе архитектуры CUDA (GPU), а также центральным процессором (CPU).

Стоит отметить, что iray не является методом для получения preview для mental ray, это самостоятельная технология. iray использует совершенно иную технологию для расчётов освещения сцены.

Основными превосходствами iray над mental ray являются: самосветящиеся объекты (которые настраиваются в материалах как Self-illumination). Данными самосветящимися объектами можно осветить всю сцену, не используя ни одного фотометрического источника света. И ещё одно наиболее важное преимущество, это глянцевые полуматовые отражения, которые рендерятся без особо видимого шума.

Что нам необходимо для работы с iray:

Видео карта от NVIDIA с поддержкой CUDA. Ну и, собственно, сам 3ds Max/Design 2011 с экстеншеном с iray.

Если кому интересно, что такое CUDA: http://ru.wikipedia.org/wiki/CUDA

Выберите iray как систему рендеринга:

  iray_select.jpg
рисунок 1.01. Выбор рендерера iray

Интерфейс

iray_interface.jpg
рисунок 1.02. Интерфейс рендерера iray

mental ray iray (Свиток mental ray iray)

Rendering Duration per Frame (Группа продолжительность рендеринга кадра)

Time (Время) В поляHoursMinutesSeconds устанавливается время рендеринга в часах, минутах, секундах соответственно.

Iterations (numberofpasses) (Итерации, количество проходов) Устанавливается количество проходов итераций. Более подробно см. в официальном руководстве пользователя.

Unlimited (Безграничный) При использовании данного переключателя рендеринг будет продолжаться бесконечно, до тех пор пока он не будет прерван вручную. Чем дольше идёт просчёт картинка, тем она качественнее.

Advanced Parameters (Свиток расширенных настроек)

Trace/Bounce Limits (Группа Ограничения трассировки/отскоков)

PhysicallyCorrect (Unlimited) (Физически корректное) При использовании данного переключателя отражение света будет бесконечным, физически правильным.

MaximumNumberofLightBounces(Максимальное количество световых отскоков) При использовании данного переключателя устанавливается количество раз которое iray просчитывает отражения каждого луча.

Остальные параметры см. в официальном руководстве пользователя.

Начнём тестирование:

На заметку: Тесты и умозаключения делал на своём домашнем ПК: видео Quadro FX1800. Процессор Intel i7-920 разогнанный до 2,8 GHz.

Тест 1:

Разрешение обоих тестовых изображений 480х600; время рендера обеих картинок 00:31:30

Время было выбрано относительно самого рендеринга mental ray рис. 1.03 (справа сверху).

iray001rendering6m10s-translation16s.jpg test01_mr_31-30.jpg

test01_mr_31-30_settings.jpg

рисунок 1.03. Тестирование iray, без какой-либо настройки рендеринга (слева сверху).
С настройками по умолчанию
mentalray (справа сверху), с некоторыми изменениями (снизу в центре).

Тест 2:
2010-09-26_17-19.jpg 2010-09-26_17-21.jpg


рисунок 1.04. Тестирование iray, освещение фотометрическим источником света (слева);
Освещение только самосветящимся материалом (справа).

На рис. 1.04 слева рендер выглядит чистым, без какого-либо шума, самосветящийся материал выключен; включен одни источник света расположенный сверху в центре. А на рис. 1.04 справа рендер немного шумный, но следует отметить, что источником освещения является только самосветящийся материал. Оба изображения на рис. 1.04 были визуализированы на протяжении 1 минуты. Отсюда можно сделать вывод касательно освещения сцены самосветящимися материалами: к положительной стороне рендеринга iray можно отнести, то что можно осветить всю сцену только самосветящимися материалами, без использования дополнительных источников света, но за счёт цены большего времени рендеринга.

iray_objectLight15min.jpg


рисунок 1.05. Освещение объектом с самосветящимся материалом.

Так вот, iray это технология не только для пользователей 3ds Max/Design, но также и для пользователей большинства CAD приложений для быстрой фотореалистичной визуализации будущих деталей в машиностроении или же каких-либо других инженерных конструкций и проектов.

Сама технология революционная, спору нет. Есть, конечно же, и недостатки, касательно интеграции iray в 3ds Max/Design. Но с выходом новых релизов ПО эти ограничения и недостатки будут уменьшаться, я в этом более чем уверен.

Касательно недостатков, к сожалению, пока нет совместимости с некоторыми процедурными текстурными картами, такими как: Color Correct, Gamma/gain, Background switcher, Car paint shader, Shadow matte, Gradient Ramp, Tiles, Falloff… но надеюсь на скорое обновление технологии с поддержкой всего, что можно )))

Так же пока нет совместимости с Render Effects, Atmospherics Effects и Render Elements. На сегодняшний день поддерживается только Z Depth. Ещё одним условным недостатком можно назвать размер текстур. Текстуры при рендеринге загружаются в оперативную память, но так как теперь для расчётов используется и GPU, то необходимо позаботиться о количестве графической памяти и её скорости. Этот недостаток я обозначил как условный в виду того что есть 2 способа обойти данное ограничение:

1) Использовать наиболее современные и профессиональные видеокарты класса Quadro с большим объёмом графической памяти (FX4800, FX5800, 4000, 5000, 6000);

2) Или же использовать прокси текстур, см. рис. 1.06

bitmapsProxies.jpg


рисунок 1.06. Включение Bitmap Proxies

Но помимо недостатков есть и свои преимущества. Теперь можно не беспокоиться о настройках параметров материалов: Glossy Samples, Fast (interpolate), Highlights+FG only; нет необходимости настраивать материалы во вкладках Advanced Rendering Options и Fast Glossy interpolation. Всё это теперь настраивается автоматически и физически корректно.

Есть ещё один, довольно-таки существенный плюс. Теперь можно освещать сцену только картой окружения (для большего эффекта лучше использовать hdr). Помимо прямого и глобального освещения, также автоматически рендерится каустика. Ниже приведены примеры освещения интерьера, экстерьера, а также предметной визуализации. Все три примера освещались одной и той же картой hdr (рис.1.07)установленной в сферическое окружение диалогового окна Environment.

kitchen.jpg

iray_sample_15min_envOnly.jpg iray_sample_25min_envOnly.jpg

iray_sample_6min_envOnly.jpg


рисунок 1.07. Карта окружения для освещения сцен

Выше было приведено всего лишь несколько тестов на одной машине, с относительно слабой видеокартой для данной технологии, но тестов вполне достаточно для того, чтобы сделать вывод: если мы хотим визуализировать интерьеры данной технологией, то нам необходимо обзавестись хорошей видеокартой класса Quadro (лучше конечно сразу 6000). Ну или как вариант прикупить себе кластер Tesla )).

Небольшой перечень видеокарт класса Quadro представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Технических характеристик видеокарт NVIDIA Quadro:

модель

FSAA (максимум)

ядра NVIDIA CUDA

графическая память

Пропускная способность памяти

относительная величина производительности

OpenGL

DirectX

Shader Model

Quadro Plex 7000

128x

896

12 GB

144 GBps

N/A

4.0

11

5.0

Quadro 6000

64x

448

6 GB

144 GBps

44.8

4.0

11

5.0

Quadro 5000

64x

352

2.5 GB

120 GBps

41.0

4.0

11

5.0

Quadro 4000

64x

256

2 GB

89.6 GBps

35.3

4.0

11

5.0

Quadro FX5800

32x

240

4 GB

102 GBps

25.5

3.3

10.1

4.0

Quadro FX4800

32x

192

1.5 GB

76.8 GBps

24.7

3.3

10.1

4.0

Quadro FX3800

32x

192

1 GB

51.2 GBps

24.1

3.3

10.1

4.0

Quadro FX1800

32x

64

768 MB

38.4 GBps

19.3

3.3

10.1

4.0

Quadro FX580

16x

16

512 MB

25.6 GBps

14.1

3.3

10.1

4.0

Quadro FX380

16x

16

256 MB

22.4 GBps

9.7

3.3

10.1

4.0

При подборе видеокарты для наиболее быстрого рендеринга mental ray методом iray необходимо учесть 2 параметра: количество ядер CUDA на видеокарте NVIDIA и объём графической памяти.

Выводы по производительности:

Тестируемые карты nVidia Quadro FX 1800, nVidia GeForce GTX480, nVidia Quadro 4000

В приложенном файле результаты тестирования. А также в таблице 1.2 все данные по тестированию.

На заметку: Названия файлов содержат все необходимые статистические данные, например: 001-1_GTX480_teapots_iterations_500_rt0-54_tt0-15.jpg, где GTX480 – тестируемая карта, teapots –тестируемая сцена, iterations_500 – тип тестирования, rt0-54 – время рендеринга, tt0-15 – время трансляции сцены в память.

Таблица 1.2. Результаты тестирования:

модель

Teapots test Iterations 500
(Время рендера)

Interior test Iterations 500
(Время рендера)

Quadro FX1800

5 минут 12 секунд

15 минут 9 секунд

GeFogce GTX 480

0 минут 54 секунды

2 минуты 53 секунды

Quadro 4000

1 минута 48 секунд

5 минут 25 секунд

Наиболее быстрым является видеокарта GeFogce GTX 480 за счёт 480 CUDA ядер. Но при работе она очень сильно греется и шумит вентилятор, ощущение что компьютер готовится к гиперпрыжку в другую солнечную систему :)

Видеокарты Quadro в этом отношении выигрывают, температура повышается не значительно и довольно-таки тихо идёт процесс рендеринга. Несмотря на длительное время рендеринга по сравнению с картой GeFogce. Оно и понятно GeFogce GTX 480 с 480 CUDA ядрами против Quadro 4000 256 CUDA ядер.

Стоит отметить тот факт, что при больших и сложных сценах, более 1,5 Гб GeFogce GTX 480 уже не справится с рендерингом и процесс полностью переложится на Центральный Процессор. В то время как Quadro 4000 тоже самое сделает, но при 2Гб памяти. Касательно памяти, не стоит забывать и о текстурах, которые также подгружаются в память при вычислениях.

Схема использования памяти примерно такова: на 1Гб памяти приходится 8 млн. треугольников, а также используется 3 байта на пиксель (т.е. картинка с разрешением 1500х1000 пикселей занимает 4,29 Мб)

Для ускорения рендеринга можно использовать несколько видеокарт, даже такую комбинацию как GeFogce+ Quadro. Нужно будет установить драйвер для той карты, к которой подключен монитор. Также можно использовать сетевой рендеринг использую BackBurner.


Теперь мне хотелось бы отметить одну особенность iray в сравнении с mental ray. Это касается контроля качества/времени. Абстрактный пример, основанный на собственных соображениях:

Вы ездите на авто по городу, и знаете чуть ли не все улицы и закоулки. Аналогия – вы уверенный пользователь mental ray.

И затем, вы просто решаете ездить на такси, для того чтобы больше не беспокоиться о светофорах, поворотах, в общем, не следить за дорогой. Аналогия – начали пользоваться iray.

Так вот. Такси едет не по той улице как вы привыкли, или вы знаете, что в каком-либо переулке проще свернуть, чтобы сократить путь, но этого не происходит, водитель продолжает ехать по прямой дороге, вы не можете ничего изменить, ведь вы теперь просто пассажир. Сторонний наблюдатель.

А если вы опытный водитель и вы сами ведёте авто (пользователь mental ray), вы знаете все, или большинство дорог, где и как проехать чтобы сократить время (настроить рендеринг с наиболее оптимальным временем/качеством), то тут спору нет, весь процесс будет зависеть от вас и вашего профессионализма. Вы будете управлять и временем рендера, и его качеством.

Ну а для новичков, так скажем туристов в городе (новых пользователей 3ds Max/Design+ mental ray), конечно же будет проще взять такси, которое просто доставит вас по адресу (само собой вы не знаете ни оптимальной цены, ни маршрута).

Надеюсь, аналогия понятна!

Так, что уважаемые коллеги, нам можно не беспокоиться, что мы можем остаться не у дел. Не смотря на услуги такси, многие водят автомобиль сами, потому что это удобнее.

И туристы нам не конкуренты ;)

Статью подготовил
Andrey Plaksin (scionik)

Полное или частичное использование материала статьи "Mental ray iray"
осуществляется только с разрешения 3dmax.ru



Возврат к списку

Predator84 | 14 Октября 2010, 12:10
ну незнаю, кому там удобнее на такси, а кому лучше водить самому, но тот факт что ездить будет больше народа остается)
Alexey | 15 Октября 2010, 06:10
>>более 1,5 Гб GeFogce GTX 480 уже не справится с рендерингом и процесс полностью переложится на Центральный Процессор. а можно тут поподробнее? Что значит переложится - видеокарта просто не будет участвовать в текущей сессии рендера? А как это узнать, считает она или нет?
scionik | 18 Октября 2010, 04:10
насчёт узнать считает видяха или нет, нужно какую-нить утилитку скачать которая показывает загруженность видео памяти и видео проца
Игорь Иванов | 24 Ноября 2010, 02:11
a iray может использовать SLI ? выложите сцену для тестов пожалуйста!