【CG微资讯】Arnold 5 -进化的渲染

Arnold 5 -进化的渲染

Solid Angle 放出了主要更新Arnold5.0版本，具有改进的性能和新的着色器，与3ds Max 2018捆绑销售。

马德里和伦敦，12月12日 – SOLID ANGLE，行业领先的全局光照光线跟踪渲染器Arnold的开发者，正式发布了5.0版本的Arnold核心渲染库和相关插件的主要DCC工具。此外，Autodesk今天宣布, 3ds max2018改由Arnold5,取代mentalray。因为Arnold在产品级光线跟踪渲染上的领导地位,Arnold5代表了各地艺术家在渲染上的发展.这不仅是一个软件版本的发布,Arnold5对过渡到一个新的体系构架有重要意义,为未来主流的发展铺平道路。随着对Arnold核心的重要更新,更快的渲染,新的功能添加,对现有工作流程和令人兴奋的新功能的增强,Arnold将帮助艺术家创造比以往更惊人的图像。

“我们很高兴让世界各地的艺术家使用Arnold 5”Solid Angle创始人马科斯说道，“超过500个development tickets的完成,这是一次真正的充满了爱的劳动,因为团队真的推动了Arnold的优化和为未来准备了发展平台。”

Arnold 5 现在作为一个独立渲染器，也作为插件在Maya（MtoA），3ds Max（MAXtoA），Cinema4D（C4DtoA），Katana（KtoA）和即将上线的Houdini (HtoA) 和Softimage (SItoA)中。独立许可证可以在Solid Angle的官网商城购买。免费试用也提供了下载。

 图片由Dade Orgeron提供

更简单的C++ API

Arnold的核心是一个强大的c++应用程序编程接口(或API ),用户可以在此基础上构建自定义工具,无论它们是主DCC工具的着色器、geometry procedurals或编译器插件。在Arnold 5中，该API已经清除了传统功能，重构，扩展和简化，使得编写新的Arnold功能的应用程序比以往任何时候都更容易，同时得到更快，更一致的代码。现有应用程序将需要重新编译以考虑这些更改，尽管大多数情况下这些更改都是简单的更改，在技术发布说明文档和随附的API文档中有详细叙述。为introspecting procedural geometry节点添加了新的API，创建自定义颜色管理器节点,和为贴图纹理预处理到.tx文件。

此外,Arnold引入了一个decoupled shading API和关联的BSDF API,这依赖于closures。在内部,所有的Arnold内建着色器现在都依赖closures.closures是基础,使得着色器能够从未来的全局光照算法(如双向技术)的改进中受益,而无需修改着色器本身。

更快

Arnold5中的许多子系统已经优化,所以在开始渲染和光线跟踪时间都有明显的加速效果。特别是在多核心的机器上,大容量的openVBD体积缓存的速度可以提高2倍。预处理.tx纹理现在是多线程的,速度可以提高10倍。隐藏的表面和曲线光线跟踪都更快。有多重GI反射的室内场景,以及高深度半透明的物体,速度可以提高2倍。透明贴图的透明表面,如树叶,可以提高渲染速度高达20%,特别是在具有许多线程的机器上。在许多情况下,图像渲染速度更快,噪点更少。

最终幻想15王者之剑 使用了一个早期开发版本的standard_volume着色器。

图片由Digic Pictures提供

更好的采样

Arnold5包括几个采样优化。新的二维抖动采样,提高了低采样率下的噪点视觉分布,显著提高了软阴影、间接光照和景深的采样效果。直接照明采样已重新设计,用于矩形、圆盘和柱面灯,有助于减少这些流行的光类型的表面和体积照明的噪点。间接光照得到了改善,可以对室内场景产生显著加速的光照效果。综合起来,这些改进将使Arnold的用户更快的得到更好的结果,同时还能享受阿诺德处理最复杂的生产级场景挑战的能力。

旧的vs新的采样，使用矩形和圆盘形灯光，展示的是1 采样/像素

更易于使用

Arnold5的主要目标之一是易用性。虽然过去的Arnold在过去五年里取得了巨大成功,定义了常见的工作流程,也导致了时间和精力的浪费。Arnold5简化了其中的一些工作流程。安装和部署更容易,特别是在云中,可以更少的移动部件，由于内建的库如OpenVDB 4，以及一套广泛的内置着色器,消除了第三方着色库的需求。同样,Arnold拥有一个先进的VR摄像机节点。程序几何和体积插件不再需要提供或猜测边界框,命名空间使组装复杂的场景变得更容易,而不会着色器命名冲突。镜面反射和粗糙度反射组合成一个单一的“高光”射线类型。由于天光中新内置可见标记,基于图像的照明更易于建立,它现在在相机、反射和折射中自动可见。由于一个新的颜色空间管理器取代了笨重的伽玛设置,维护线性工作流程比以往任何时候都更容易。头发UV更容易指定和使用。内部清理使得可以删除几个模糊的渲染选项以及节点属性,这使得向艺术家展示出了更简单的用户界面。渲染器的许多其他小角落已经被锐化和简化,以获得更满意的打开即用体验。

减少新的standard_hair 着色器的黑色素含量。模型由Zeno Pelgrims提供。

新着色器

Arnold 5有几个新的着色器。这些着色器是物理准确的,将允许艺术家将他们渲染的写实程度再推进一步。

Standard Surface

新的标准表面着色器是一个基于物理的“Uber”着色器,能够生产许多类型的材料和外观。它包括漫反射层、具有复杂菲涅尔效应的金属、玻璃的粗糙高光传输、皮肤的次表面散射、水和冰的单次散射、二级高光涂层和自发光。与迪斯尼定义的材质(即PBR着色)兼容,它使得从其他应用程序传输材质变得容易。着色器是非常高效的,利用新的GI采样技术,得到更快的渲染,并支持每灯光的AOVs。这个着色器使得旧的“标准”着色器现在不推荐使用。

Standard Hair

标准毛发是一种基于物理的着色器,用于渲染头发和毛发,基于d’Eon模式的高光和Zinke模式的漫反射。通过对基本颜色、粗糙度和折射率的一些简单的参数,可以得到较好的结果。人的头发的真实感色调可以轻松实现,控制不是一种而是两种类型的黑色素。没有偏差,头发对头发的多次散射是支持的,感谢专业的采样技术,使得有足够的效率在生产中使用,而不用采用双重散射或其他技巧。老的“头发”着色器现在不推荐使用。

Standard Volume

标准的体积着色器简化了烟雾、云彩和爆炸的渲染,而不需要创建复杂的着色器网络。着色器提供了密度、散射颜色和透明度的独立控制,使用默认的能量转换方式。利用温度驱动的黑体发射器可以渲染火焰。每个组件可以由体积对象的体积通道控制。可选的通道可能完全由过程驱动,并且可以使用置换来增加更多的细节。

Utility shaders

超过80个优化和强大的实用工具着色器,其中一些以前在MtoA/HtoA/C4DtoA插件中附带,现在已内置到阿诺德核心渲染库中。这大大简化了跨DCC应用程序和流程中的资产共享,因为不需要担心着色器的路径或过时的库。这些着色器包括混合、薄膜、黑体、薄片、法线和矢量映射、triplanar、抖动和曲率,以及诸如添加、乘、长度等数学模块。

使用新的new standard_surface着色器的皮肤材质。图片由Johan Rimér提供。

使用新的standard_volume着色器的艺术化烟雾。图片由Lee Griggs提供。

OSL 支持

使用5.0 ,现在可以用c ++和Open Shading Language编写着色器,这是一种用于产品级GI渲染的高级着色语言。在着色器搜索路径中的OSL着色器会自动注册为阿诺德节点,其参数会自动转换为Arnold参数。一旦加载,它们可以被检查、实例化并与C++着色器完全相同。OSL可以用于实现任何从简单的纹理模式到完整的closures的材质。

“金刚狼3：殊死一战”数字替身使用Arnold OSL着色器。图片由Image Engine提供

光线路径表达式（LPEs）

光路径表达式用于提取和将特定的照明组件写入单独的AOVs。除了现有的定义简单每着色器AOVs的机制外,单独的着色器现在可以用正则表达式语法定义直接/间接光和各层的AOVs，来定义每个AOV的所有散射和发射事件的子集。内置AOVs可用于常见情况,如光线组AOVs 。LPEs为创造满足生产需要的AOVs提供了动力和灵活性。

改进的颜色管理

Arnold现在原生支持synColor 和OCIO,用于更好地处理输入(纹理)和输出(渲染图像)颜色转换,并可以使用自定义颜色管理器节点扩展。这使得渲染器更容易在线性空间中正确地执行其所有内部计算。已删除旧的gamma设置。此外,波长相关的光谱效应如折射色散、黑体辐射和物理天空现在更加准确。