gpu渲染程序哪个更好（GPU渲染全解读之三）

从Renderman、Mental Ray到Redshift、Iray,渲染器新宠驾到

对业内人士来说,渲染器是平时除制作软件之外接触最多的一类软件,如老牌的大神级渲染器Renderman、Mental Ray,在国内市场占有率极高的后起之秀Arnold、Vray。这些渲染器除了Vray RT版本支持GPU渲染之外,其他都是传统的CPU渲染器。

那么,全球市场上有哪些GPU渲染器可供选择?它们的性能如何呢?在进入这个大家关心的问题之前,我们先简单回顾一下渲染器的发展。

渲染器,承担了将3D物体呈现在屏幕上的任务。

简单来讲,用渲染器进行渲染的过程,就是把制作软件里的预览效果变到融合材质、光照、物理特性的最终效果的这个过程,这是CG制作中最重要的一步,关乎着最终效果的呈现。

制作软件中的粗略效果

渲染后输出的最终效果

渲染的难点,在于需要用电脑模拟出真实物理世界的光照效果,需要全盘考虑光的直射、反射、散射、漫反射、衍射、干涉、光衰减等所有光的特性。对光的呈现越充分,计算越复杂,计算量也越大。主流渲染器的核心算法都是在解决同一个问题,即光的表现问题。研发人员对光的不同理解和表现侧重,造就了两种不同的核心算法:扫描线算法(Scanline)和光线追踪算法(Ray Tracing)。

Renderman和Mental Ray两款大神级渲染器分别将扫描线算法和光线追踪算法推向极致。两者都拥有卓越的光线表现能力,在影视级渲染中得到最广泛的应用。Renderman近些年渲染的作品中大家耳熟能详的有《冰雪奇缘》、《了不起的盖茨比》、《钢铁侠3》、《环太平洋》等影片。Mental Ray渲染的影视大片有《终结者2》、《黑客帝国2》、《蜘蛛侠》等。但这两款渲染器的使用门槛相当高,特别是Renderman,其使用人员往往要求同时是一流的技术人员和完美的艺术家,所以尽管现在Renderman也开放免费版本了,但推广难度依然很大。

在后起之秀中,无论是Arnold,还是Vray,都是基于光线追踪算法开发的。Arnold在保证优秀的渲染品质的同时,在速度、易用性和学习门槛方面都远超Renderman和Mental Ray,因而也被大量应用于动画、电影领域。Vray则针对静帧进行了全面优化,是在室内设计方面被市场公认的出图快,效果又好的一款渲染器,在国内市场的占有率相当高。还值得一提的是MAXWELL Render这款渲染器,它采用建立在灯光的真实物理属性基础上的算法,是一种完全不同于传统法扫描线算法和光线追踪算法,可以产生令人难以置信的照明效果。不过渲染速度慢是MAXWELL Render最大的使用瓶颈。

随着GPU渲染时代的到来,上面提到的传统渲染器中,Vray首先针对GPU进行了优化,可以支持GPU渲染。同时,研发人员也开始着手开发一些完全基于GPU加速的渲染器。下面给大家着重介绍REDSHIFT和Iray两款GPU渲染器。

REDSHIFT在2012年推出,是世界第一款完全基于GPU加速的、有偏差的渲染器,也是现在市场接受度最高的一款GPU渲染器。在核心算法上,Redshift采用了光线追踪算法。从渲染效果来说,REDSHIFT已经达到了GPU渲染的最高水准,可以渲染输出电影级品质的图像。与传统渲染器相比,REDSHIFT在速度方面的表现也更胜一筹,在同等输出效果下,其速度甚至超过了以快著称的Arnold和Vray。

Iray是NVIDIA在收购Mental Ray之后,在Mental Ray基础上针对GPU优化改进的一款渲染器,同样采用光线追踪算法。Iray的各方面表现相当均衡,且背靠NVIDIA，是当今市场上唯一可以与REDSHIFT一较高下的一款GPU渲染器。

REDSHIFT和Iray这两款新兴的GPU渲染器,也都是非常注重用户体验的渲染器代表,在易用性和易学性方面有着很大的优势。

综合前文和本章,GPU渲染在硬件支持上的优势,再加上软件支持上的不断成熟和优化,让这种基于GPU的渲染解决方案具有相当广阔的市场应用前景。