۹ رندر انجین برتر برای کارهای سه بُعدی و جلوه های ویژه

شاید بتوان گفت کهموتور رندر اولین مرحله انتخاب در شروع یک پروژه است و انتخاب یک موتور رندر موتور مناسب می تواند نقش بسیار مهمی در موفقیت یک پروژه انیمیشنی ایفا کند.

در ابتدا به تعریف برخی مفاهیم پایه ای و مهم خواهیم پرداخت:

رندرینگ چیست؟

 به طور کلی به فرآیند تولید تصویر از یک صحنه ی مجازی به منظور نمایش بر روی صفحه ی نمایشگر ، رندرینگ می‌ گویند که توسط نرم‌ افزار رندرینگ انجام می ‌شود و آخرین مرحله در تولید انیمیشن کامپیوتری است و ارائه یا رندرینگ از مراحل مهم در ساختن انیمیشن کامپیوتری است.

دنیای مجازی و ساختگی می ‌تواند هر چیزی باشد ، یک فیلم انیمیشن یا یک بازی ویدیویی ولی نکته مهم در تمام آنها این است که قوانین فیزیکی موجود در دنیای واقعی باید تا حدودی بر روی آن اعمال شود تا دنیای مجازی را به دنیای واقعی ما نزدیک کند؛ در انیمیشن های کامپیوتری این عمل توسط فرآیندی به ‌نام رندرینگ صورت می ‌پذیرد.

فرآیند رندرینگ مهم ‌ترین قسمت از ساخت دنیای مجازی است و مهم ‌ترین عامل تمایز و تفاوت میان آنهاست .

در سال ‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ با کمک کامپیوتر تحول عمیقی در انیمیشن آغاز شد . در سال ‌های ۱۹۹۰ تأثیرات کامپیوتر بر انیمیشن‌ ها به اوج خود رسید تا بالاخره در سال ۱۹۹۵ اولین فیلم انیمیشن که به طور کامل با کامپیوتر ساخته‌ شده بود به پرده سینماها رفت . تولید انیمیشن داستان اسباب ‌بازی توجه تمام کسانی را که در ساخت انیمیشن فعالیت می‌ کردند را جلب کرد و شرایط ایجاد انقلابی در زمینه تکنیک‌ های تولید انیمیشن را به خوبی ایجاد کرد.

موتور رندر یا رندر انجین

کار یک موتور رندر این است که المان های ساخته شده در محیط سه بعدی مثل مدل متریال بافت و بسیاری مشخصه های دیگر را از فایل سه بعدی شما استخراج کرده و در نهایت خروجی تصویری به ما می دهد.

شاید بتوان گفت کهموتور رندر اولین مرحله انتخاب در شروع یک پروژه است. با توجه به عدم رعایت کپی رایت، استفاده از موتورهای رندرینگ در ایران رایگان خواهد بود که این امر سبب می شود کاربران به راحتی به تمامی موتورهای رندرینگ دسترسی داشته باشند.

 انتخاب موتور رندر وابستگی مستقیم به نرم افزار مدلسازی و متحرک سازی شما دارد.

پارامتر دیگر در انتخاب موتور رندرینگ ، نوع پروژه و خواسته کاربران است. اینکه پروژه شما یک تصویر ثابت است یا متحرک. شما در حال ساخت جلوه های ویژه برای فیلم هستید یا تبلیغات، شما یک فیلم کوتاه می سازید یا بلند یا سریال ، عناصر مورد استفاده شما در صحنه چه چیزهایی هستند، و …؟؟؟

پارامتر دیگر نیز در انتخاب یک موتور دانستن تاریخچه و گذشته آن موتور است. اگر شما بدانید که هدف سازندگان یک موتور رندر چه بوده است، با دید بهتری آن را انتخاب میکنید. برای مثال سازندگان یک موتور رندر تصمیم داشته اند که از آن برای رندرینگ تک فریم صحنه های معماری استفاده کنند اما شرکتی دیگر موتور خود را برای رندرینگ انیمیشن و کاراکتر تولید کرده است. دانستن اینکه هر موتور رندر برای چه منظوری تولید شده است شما را در انتخاب آن یاری می دهد.

در ادامه به معرفی و بررسی کوتاهی از ۹ موتور رندر برتر برای کارهای سه بُعدی و جلوه های ویژه خواهیم پرداخت.

منتال ری (Mental Ray)

منتال ری توسط Nvidia توسعه پیدا کرده است و بر روی نرم افزار های تری دی مکس، مایا و سافت ایمیج به روانی کار می کند و با این نرم افزار ها کاملا سازگاری دارد. از منتال ری به طور گسترده در فیلم ها، تبلیغات، کار های معماری و کارهای دیجیتالی دیگر استفاده می شود. این موتور رندر قادر به تولید عکس های واقعی و به صورت رئال است. این نرم افزار انواع سیستم های مختلف از جمله لینوکس، مکینتاش و ویندوز را پشتیبانی می کند.

آی ری (Iray)

آی ری هم توسط Nvidia توسعه پیدا کرده و به عنوان یک انجین کاملا GPU Based می باشد. این موتور رندر اولین موتور GPU Based دنیا به حساب می آید که عکس های واقعی و فیزیک درست را انجام می دهد. Iray در حال حاضر برای نرم افزار های مایا، تری دی مکس، سینما فوردی و کاتیا عرضه شده است.

وی ری (V-Ray)

توسعه دهنده این موتور رندرینگ chaos group است و تمرکز اولیه توسعه دهندگان این موتور رندر بروی صنعت معماری بود.

مهمترین خصوصیت این موتور رندرینگ پردازش دقیق و مناسب GI یا Global illumination می باشد. نام بردن از موتورهای رندرینگی که پردازش GI را به صورت واقع گرایانه انجام می دهند بدون Vray  کاری اشتباه است. چه طرفدار این موتور باشید و چه نباشید، VRay  یکی از بهترین ها در این زمینه است. کیفیت تصویر خروجی در این موتور با استفاده از الگوریتم های پردازشی Tone mapping , Image Sampling , Image Filtering , Texture Filtering  و دهها روش محاسباتی پیشرفته به بهترین حالت ممکن انجام می شود. کیفیت تصویر رندر شده در VRay در صورتی که کاربر آن توانایی استفاده از امکانات آن را داشته باشد در واقعیت بوده و عملا نمی توان تفاوت تصویر واقعی و رندر شده را در آن تشخیص داد. الگوریتم های رندرینگ GI در Vray شامل Irradiance Mapping , Light Caching , Photon Mapping  می باشد. روشی نیز به نام Brute Force در این موتور قرار دارد که روشی ساده و دقیق است که از نظر عملی نمیتوان به عنوان الگوریتم های Sampling  از آن یاد کرد. در VRay به منظور افزایش دقت و کیفیت محاسبات GI ، کاربران می توانند از یک یا دو اگوریتم به صورت همزمان استفاده کنند. ترکیب روشهای مختلف محاسبه روشنایی عمومی باعث می شود که کاربران بتوانند ضمن افزایش کیفیت نهایی، به روشهای گوناگون سرعت این پردازش را نیز افزایش دهند .همچنین الگوریتم های Ambient Occlusion  را نیز در Vray پیدا خواهید کرد.  وی ری توانایی استفاده از متریال های گوناگونی را دارد. تقریبا هر آنچه را که بخواهید میتوانید در Vray ایجاد کنید. پشتیبانی از subsurface scattering  یا SSS ، Blend Material  ، توانایی ساخت انواع فلزها، Light Material  ، Transparent and Translucent Material ، و ده ها مدل متنوع دیگر را میتوانید مستقیما در VRay ایجاد کنید. در مبحث MultiPass  رندرینگ، نیز VRay  سرآمد موتورهای رندرینگ است. کاربران میتوانند تا بیش از ۳۰ لایه مختلف را از Vray خروجی بگیرند که میتوان به انواع Diffuse Pass , Specular Pass , Shadow Pass , Depth Pass , Material ID , UV pass , SSS Skin Pass , GI Pass  و …   اشاره کرد. چندین پلاگین اضافی نیز وجود دارد که میتواند تعداد این Pass را برای شما چندین برابر کرده و بتوانید به کوچکترین جزییات صحنه دسترسی پیدا نمایید.

وی ری در حال حاضر بر روی نرم افزار های تری دی مکس، مایا، سینما فوردی، سافت ایمیج، مودو و بلندر قابل اجراست. این موتور ندرینگ از انواع سیستم های مختلف از جمله لینوکس، مکینتاش و ویندوز را پشتیبانی می کند.

رندرمن (RenderMan)

این یک واقعیت است که RenderMan در رندرینگ صحنه های متحرک بی نظیر است، علت آن هم این است که این موتور ذاتا برای تولید انیمیشن و رندر جلوه های سینمایی ساخته شده است. تعداد پروژه های انجام شده توسط این موتور بقدری زیاد است که شمارش آن نیز مشکل خواهد بود.

از خصوصیات اصلی و معروف رندرمن میتوان به رندرینگ بسیار دقیق و زیبای Global illumination اشاره کرد. روشها و الگورتیم های محاسباتی RenderMan در پردازش GI بسیار متنوع و البته بسیار نزدیک به واقعیت است. پشتیبانی از Ambient Occulusion، Color Bleeding  و استفاده از HDRI و رندرینگ افکت هایی چون Caustic  و DOF  و MBlur  و … از توانایی های اولیه این موتور به حساب می آید. با گسترش استفاده از RenderMan توسط شرکت های مطرح دنیا مانند ILM و Digital Domain این موتور رندرینگ بسرعت بروز رسانی شده و پشتوانه قدرتمندی چون شرکت Pixar را نیز در کنار نام خود یدک میکشد. رندرینگ افکت های Hair & Fur  ، Cloth و Fluid شامل تمام سیالات مانند آب ، آتش و دود و … با قدرتی مثال زدنی بروی RenderMan  پردازش خواهد شد.

رندر من در حال حاضر برای نرم افزار های مایا و کاتانا عرضه شده است و بر روی سیستم عامل های مختلف از جمله لینوکس، مکینتاش و ویندوز قبال استفاده است.

اکتان رندر (Octane Render)

اکتان رندر یک موتور رندر بسیار سریع GPU Base است که توسط یک شرکت نیوزلندی (Refractive Software) توسعه داده شد و در سال ۲۰۱۲ توسط کمپانی Otoy تملک شد. اکتان اولین موتور GPU Base کامل دنیاست و الان سریعترین آن ها به حساب می آید. از جمله ویژگی های این رندر انجین می توان به پشتیبانی از تکنولوژی CUDA و OpenCL، رندرینگ حجمی یعنی رندرینگ مواردی مثل دود، ابر، آتش، مه و …، امکان رندرینگ Deep Pixel، حمایت از OpenSL ،FBX و Ptex اشاره کرد.

شما می توانید اکتان ندر را با نرم افزار های اتوکد، آرچی کد، تری دی مکی، مایا، ریویت، اینونتور، سافت ایمیج، بلندر، کارانا، سینما فوردی، لایت ویو تری دی، مودو، داز استودیو، پوزر، اسکچ آپ و … استفاده کنید. اکتان ندر بر روی سیستم های مختلف از جمله لینوکس، مکینتاش و ویندوز قابل استفاده است.

کی شات (KeyShot)

کی شات توسط شرکت Luxion  توسعه پیدا کرده است. یک موتور رندرینگ بر پایه توانایی های CPU می باشد. این نرم افزار از تمامی هسته ها و فضا های در دسترس برای رندرینگ استفاده می نماید که همین امر موجب بالا رفتن چشمگیر سرعت رندر و مشاهده همزمان تغییرات اعمال شده بر روی مدل می شود. این موتور رندرینگ تصاویر را به صورت بسیار واقع گرایانه ای رندر میکند. از قابلیت مهم این موتور، نورهای فیزیکال آن می باشد. همانطور که می دانید نورهای فیزیکال از دقت و کیفیت بالایی برخوردار هستند که این موضوع در کیفیت رندرینگ و صحت آن بسیار موثر است.

این موتور رندر در حال حاضر سریع ترین موتور رندر سه بُعدی است و شما می توانید تنها با چند کیلک و در کمترین زمان ممکن تصاویر واقعی را از آن خروجی بگیرید. این موتور رندر بر روی نرم افزار های مایا، تری دی مکس و سافت ایمیج قابل استفاده است و با سیستم عامل های ویندوز و مکینتاش کاملا سازگاری دارد.

کرونا رندر (Corona Renderer)

کرونا  رندر یکی از موتورهای رندر قدرتمند سی پی یو بیس (رندر بر پایه سی پی یو)  و فیزیکال بیس (شبیه سازی نور بر پایه محیط واقعی) است که در سال ۲۰۰۹ به جمع موتور های رندر پیوست. کرونا از متریال ها ، نور هاو دوربین های مکس پشتیبانی میکند و یک موتور  Biased و Unbiased است و در حال حاضر برای نرم افزار های تری دی استودیو مکس ، نرم افزار مایا و نرم افزار سینما فوردی و نرم افزار بلندر قابل استفاده است.

این موتور توسطOndrej Karlik توسعه داده شده و در حال حاضر با سرعت هرچه تمام تر در حال پیشرفت می باشد. جالب است بدانید که خبری از تنظیمات پیچیده Vray و Mental Ray و … نخواهد بود. تنظیم یک صحنه آنقدر ساده است که هر کسی میتواند بدون نیاز به دانش بسیار زیاد از آن استفاده کند.

مکسول رندر (Maxwell Render)

موتور مکسول ( Maxwell ) بر گرفته شده از نام فیزیکدانانی بزرگ که در مورد محاسبه ی نور خدمتی بسیار زیادی به دنیا کرده گرفته شده است . این موتور توسط کمپانی Next Limit ساخته شده و در سال ۲۰۰۶ به صورت رسمی برای موتور های سه بعدی منتشر و در دسترس هنرمندان قرار گرفت. موتور رندر Maxwell Render یک موتور فیزیکال بیس می باشد که بر پایه نظم فیزیک کاملا دقیق نور و اشعه های کاملا واقعی عملیات رندر و تصویر پردازی را انجام میدهد. این نوع موتور ها بهترین گزینه برای ساختن صحنه های معماری و سینماتیک محسوب میشوند .

آرنولد (Arnold)

توانایی های رندرینگ و تیم توسعه دهنده Arnold Render آنقدر قدرتمند بود که بسرعت جای خود را میان طرفداران رندرینگ تثبیت نمود. فیلم های چون آلیس در سرزمین عجایب (Alice in Wonderland) محصول سال ۲۰۱۲، باران کوفته قلقلی (Rain of meatballs) و فیلم- انیمیشن فراموش نشدنی BeoWulf و انیمیشن monster’s House از نمونه های ساخته شده توسط Arnold Render می باشند. شرکت Solid Angle با تکیه بر تیم توسعه بسیار قوی خود که از افرادی چون Borja Morales و یا Marcos Fajardo تشکیل شده بود توانست به زودی با بروز رسانی خود Arnold Render را به عنوان یک الگوریتم و موتور محاسبه GI در رندرینگ حرفه ای به دنیا معرفی کند. مهمترین شاخصه در مورد Arnold Render این است که محاسبه GI و Hair و افکت های مشابه بدون لرزش (Flicker ) می باشد. نکته ای که برای بیشتر کاربران رندرینگ انیمیشن به کابوسی سخت تبدیل شده است. فراموش نکنید که سادگی فوق العاده زیاد پارامترها و تنظیمات و سرعت بسیار بالای رندرینگ، جزء لاینفک Arnold Render می باشد. با توجه به نوع رندرینگ Unbiased این موتور رندر پس هیچ ذخیره سازی (Caching) برای Diffuse , Glossy و سایه ها انجام نخواهد شد که نتیجه سرعت بیشتر رندرینگ و کیفیت بسیار واقع گرایانه رندرینگ نهایی می باشد. آرنولد از آن دسته موتور هایی است که بر پایه سرعت و قدرت CPU ها پایه ریزی شده اند که در حال حاضر محدودیتی برای پشتیبانی از پردازنده ها ندارند. بتازگی پشتیبانی از GPU نیز همانند دیگر شرکت های تولید کننده موتورهای رندرینگ به این سیستم اضافه شده است.

منبع: thedesignwhiz