موتور رندر چیست؟
رندر چیست؟
قبل از اینکه مفهوم موتورهای رندر را تشریح کنیم ابتدا باید با تعریف مختصری از خود رندر آغاز کنیم. ممکن است کلمه render را هزار بار شنیده باشید، اما ممکن است هنوز ندانید دقیقاً به چه معناست. در اینجا، شما پاسخ را پیدا خواهید کرد. به طور کلی، رندر برای یک کار سه بعدی و CG که به عنوان رندر سه بعدی نیز شناخته می‌شود، فرآیند بازتولید یک تصویر بر اساس داده‌های سه بعدی ذخیره شده در رایانه است. این اطلاعات خام از یک صحنه سه بعدی (چند ضلعی‌ها، مواد، بافت‌ها و نور) را می‌گیرد و نتیجه نهایی را محاسبه میکند که به عنوان ‘خروجی’ شناخته می‌شود و معمولاً یک تصویر یا مجموعه‌ای از تصاویر کامپایل شده است. یک رندر خوب می‌تواند نورپردازی واقعی، سایه‌ها، اتمسفر، رنگ، بافت و جلوه‌های نوری مانند شکست نور یا تاری که روی اجسام متحرک دیده می‌شود را شبیه‌سازی کند. همچنین ممکن است اصلا واقع بینانه نباشد، برای تبدیل خروجی به چیزی که شبیه یک نقاشی یا یک تصویر انتزاعی است.
روش های اصلی رندر سه بعدی
دو نوع متداول رندر وجود دارد: CPU (واحد پردازش مرکزی) رندر و GPU (واحد پردازش گرافیکی). CPU پردازنده کامپیوتر است، وظیفه اصلی آن اجرای دنباله‌ای از دستورالعمل‌ها و انجام پردازش کلی داده‌ها است. از سوی دیگر GPU کارت گرافیک نصب شده در رایانه است که بر انجام محاسبات خاص و کاهش حجم کاری پردازنده (CPU) از نظر گرافیک، بردار، ماتریس، راس و پیکسل تمرکز دارد.
رندر مبتنی بر CPU
رندر CPU عمدتا در استودیوهای فیلم استفاده می‌شود و همچنین فرآیند مورد علاقه برای تجسم معماری است. این به دلیل دقت آن در ایجاد تصاویر فوتورئالیستی است و به این دلیل که زمان رندر برای این صنایع در نظر گرفته نمی‌شود. یک صحنه با نور صاف و مواد با اشکال ساده را میتوان در عرض چند ثانیه رندر کرد، در حالی که یک صحنه با نورپردازی و مدل‌های HDRI می‌تواند ساعت‌ها طول بکشد.
رندر مبتنی بر GPU
رندر GPU برای پردازش بلادرنگ استفاده می‌شود. در بازی‌های ویدیویی و برنامه‌های تعاملی استفاده می‌شود و زمانی که نیاز دارید 30 تا 120 فریم در ثانیه رندر کنید و تجربه‌ای روان داشته باشید بسیار رایج است. رندر ریل تایم اجازه استفاده از برخی از تکنیک‌های قبلی رندر CPU را نمی‌دهد. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، اثرات دیگری که چشم را فریب می‌دهند و المان‌ها را صاف‌تر نشان می‌دهند، ممکن است اعمال شوند، مانند تاری حرکت در اجسام متحرک. با این حال، رندر GPU همیشه نباید در زمان واقعی استفاده شود، همچنین می‌تواند در رندرهای پیچیده CPU کمک کند و روش خوبی برای نشان دادن اولین نتایج یک قطعه نهایی (نوعی پیش نمایش) بدون نیاز به انتظار است. این باعث می‌شود که ابزار بسیار مفیدی از نظر گردش کار سه بعدی، به ویژه هنگام اعمال نور و بافت باشد.
تفاوت رندر CPU و GPU را اینجا بخوانید
رندر سه بعدی برای چه مواردی استفاده می شود؟
رندرهای سه بعدی به سازندگان سمعی و بصری امکانات جدیدی می‌دهد و اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به ضبط مکان‌ها یا اشیاء واقعی فیلم‌ها ساخته شوند. طراحان صنعتی از آنها برای شبیه‌سازی موقعیت‌های خاص و استفاده از موارد استفاده می‌کنند. برای معماران، آنها روشی قدرتمند برای تجسم ساختمان‌ها، مجتمع‌ها، خانه‌ها یا حتی بازسازی سازه‌های باستانی هستند. تبلیغ کنندگان و طراحان گرافیک از آنها برای به دست آوردن نتایج چشمگیرتر استفاده می‌کنند. آنها همچنین در بازی‌های ویدیویی، هنر دیجیتال، پزشکی و یا حتی در غذا شناسی استفاده می‌شوند تا تجربیات همه جانبه‌تری را ارائه دهند.
فرآیند رندر سه بعدی
رندر سه بعدی یک فرآیند خلاقانه شبیه به عکاسی یا سینما است که با یک ایده شروع می‌شود و از طریق ترکیب بندی و طراحی در مرحله پایانی یک پروژه انیمیشنی اجرا می‌شود. رندر صحنه‌ها را پردازش میکند تا تصویر نهایی تولید شود.
تنظیم یک رندر خوب زمان بر است و شاید پیچیده‌ترین جنبه این فرآیند زمان آن باشد. گاهی اوقات حتی در رایانه‌هایی کهپردازشگر خوبی دارند زمانی زبادی طول میکشد، دلیل این امر این است که نرم‌افزار باید هر پیکسل را برای تصویر ایجاد کند، فرآیندی که شامل تعداد زیادی محاسبات، از جمله ردیابی و مدیریت نور، رفتار آن و نحوه جهش آن بر روی اشیاء مختلف یک صحنه است. و این فرایند توسط یک برنامه که به آن موتور رندر می گویند اجرا می شود.
موتور رندر چیست؟
موتور رندر معمولاً چیزی شبیه یک «افزونه» برای نرم‌افزار سه‌بعدی است که به محاسبه نور و خواص فیزیکی مواد استفاده شده به روشی واقعی‌تر از رندر پیش‌فرض که با یک نرم‌افزار سه بعدی ارائه می‌شود، کمک میکند. موتورهای رندر رایج عبارتند از Corona renderer، Vray، Redshift، Fstorm، Lumion، Octane یا Cycles (اختصاصی Blender) می باشد
دو نوع رندر وجود دارد: ردیابی پرتو (که در بالا ذکر شد) که از محاسبات واقعی پرتوهای نوری که به سطوح برخورد می‌کنند و ظاهر تصویر را بر اساس ویژگی‌های فیزیکی مواد (مانند انتشار، ضربه، جابجایی، زبری و غیره) تنظیم می‌کنند. گروه دیگر – موتورهای رندر زمان واقعی مانند Unreal Engine، Eevee در Blender یا Unity است که بیشتر در صنعت بازی یافت می‌شوند و عمدتاً به تقریب سریع سایه‌ها، نورپردازی از پیش تنظیم شده (پخته شده) و سایر روش‌های ذخیره‌سازی حافظه متکی هستند.
از چه موتور رندرینگی استفاده کنیم
موتور رندر، نرم‌افزار یا افزونه‌ای است که به شما امکان می‌دهد یک نمای نهایی واقعی را از یک مدل سه بعدی ایجاد کنید. هر موتور رندر بر اساس GL (نورپردازی جهانی) کار میکند، یعنی نور تولید شده توسط منابع مختلف نور در یک نقطه و میانگین آن را در یک سطح مشخص محاسبه میکند. ده‌ها موتور رندر وجود دارد. در واقع، تقریباً هر نرم‌افزار سه بعدی موتور رندر داخلی خود را دارد، اما ممکن است در مقایسه با موتورهای رندر تخصصی محدودیت‌هایی داشته باشد.
از آنجا که آموزش های مجموعه پرشین انیمیشن بر روی پلتفرم مایا است در ادامه 5 موتور برتر رندر مایا را معرفی میکنیم
معرفی بهترین موتورهای رندر مایا
موتور رندر pixar renderman
Pixar RenderMan یک رندر سه بعدی فوتورئالیستی اختصاصی استودیو انیمیشن پیکسار است. این نرم‌افزار یک محصول تجاری است که به اشخاص ثالث اجاره داده شده است که پیکسار از آن برای ارائه تولیدات انیمیشن سه بعدی داخلی خود استفاده میکند. همچنین برای افرادی که مایل به استفاده از آن برای مقاصد تجاری نیستند کاملا رایگان است.
نرم افزار RenderMan از اکثر نرافزار های سه بعدی مطرح پشتیبانی میکند که از جمله از آن ها نرم افزار مایا ، KATANA و هودینی است. حتی میتوان با نرم افزار های واسط، برای دیگر نرم افزار مانند Blender و Cinema4D نیز استفاده شود. از مجموعه کارهای معروفی که با استفاده از RenderMan خرجی گرفته شده میتوان به داستان اسباب بازی ها ،شگفت انگیزان ، WALL-E،Iron Man، ماشین ها ، AVATAR و بسیار از فیلم ها و انیمیشن های معروف دیگر اشاره کرد،
موتور رندر V-Ray
موتور رندر V-Ray در حال حاظر محبوب‌ترین و قدرتمندترین موتور رندر در جهان محسوب می‌شود. وی‌ری برای اکثرا نرم افزارهای پایه عرضه شده است و هنرمندان زیادی از آن برای رندر و نورپردازی انیمیشن و بازی سازی و همچنین VFX استفاده می‌کنند. وی‌ری با استفاده از فناوری ویژه‌ی خود، خصوصیات توزیع نور و متریال مواد مختلف را بررسی میکند و در نتیجه خروجی‌های گرفته شده دقیقا شبیه نمونه‌ی واقعی از آب در می‌آیند. تنظیمات موتور رندر Vray for Maya بسیار انعطاف‌پذیر هستند و کاربر هر چه قدر که بخواهد می‌تواند در تنظیمات تغییر ایجاد کند. نور و سایه‌ها در انیمیشن و فیلم بسیار مهم است هر چه رفتار این دو عنصر طبیعی‌تر باشد، محصول نهایی باور پذیرتر است.
موتور رندر Arnold
موتور رندر آرنولد یک GPU render engine است یعنی از کارت گرافیک برای کار کردن قدرت می‌گیرد. لازم به ذکر است که موتور رندر آرنولد می‌تواند از CPU نیز استفاده کند اما در نسخه ی‌جدید آرنولد، شرکت Autodesk آن را بطور کامل برای GPU بهینه و بازسازی کرده است. موتور رندر Arnold از بسیاری از نرم افزارهای سه بعدی مانند نرم‌افزار Maya، نرم‌افزار 3dsmax، نرم‌افزار Houdini و نرم‌افزار Cinema4d و بسیاری دیگر از نرم افزارهای سه بعدی و انیمیشنی پشتیبانی میکند. آرنولد سعی دارد تا تصاویر را تا حد ممکن به دنیای واقعی نزدیک کند واین موضوع به الگوریتم‌های که در پشت صحنه برای محاسبه ی‌تصاویر استفاده می‌شود ارتباط دارد.
آرنولد سعی دارد تا سرعت کار در محیط IPR (پیش نمایش) را افزایش دهد. پیش نمایش سریع یک لازمه برای موتور رندر است تا بتواند بسرعت پیش نمایشی از کار شما را نمایش دهد تا متوجه شوید در چه مرحله‌ای هستید و کارتان را دقیق‌تر و بهتر در زمان کوتاه‌تر انجام دهید.
موتور رندر Arnold برای بسیاری از نرم افزارهای سه بعدی موجود می‌باشد که شما بر حسب نیازتان میتوانید از آن در بیشتر نرم افزارها استفاده کنید. آرنولد، در سیستم عامل windows حتی می‌تواند با چند کارت گرافیک کار کند (Arnold Support Multiple GPUS) پس اگر شما بیش از یک کارت گرافیک روی سیستمتان دارید میتوانید از تمام قدرت آنها برای کارتان استفاده کنید. آموزش‌های آرنولد می‌تواند برای دانش پایه‌ای رندر مناسب باشد و میتوانید از این دانش پایه در دیگر موتورهای رندر استفاده کنید. توجه داشته باشید که برتری یک موتور رندر بستگی به نوع کار شما دارد و باید بهترین را متناسب با کارتان انتخاب کنید.
موتور رندر Redshift
موتور رندر RedShift محصول کمپانی Maxon است. شرکتی که نرم‌افزار Cinema4d را نیز توسعه می‌دهد. موتور رندر RedShift بسیاری از برنامه‌های سه بعدی مطرح از جمله نرم‌افزار مایا، نرم‌افزار 3dsmax، نرم‌افزار Cinema4D و نرم‌افزار Houdini را پشتیبانی میکند. موتور RedShift یک موتور رندر جوان و قدرتمند است. این موتور‌رندر برای اشخاص حقیقی خلاق و استودیوهای کوچک و بـزرگ مناسب است و همچنین این برنامه مجموعه‌ای از ویژگی‌های قدرتمند را ارائه می‌دهد و با برنامه‌های کاربردی صنعت CG ادغام شده است.
این مطلب ادامه دارد
نویسنده و گردآوری کننده: مجید پویافر
تمام مطالب سایت پرشین انیمیشن با زحمت، نوشته و ترجمه شده است در صورتی که قصد استفاده از این مطالب را دارید، لطفا از سایت خود به سایت ما لینک دهید در نتیجه استفاده از این مطالب جهت ترویج آموزش انیمیشن بلا مانع است.
آموزش مقدماتی نرم افزار مایا (پیشنهاد ما)
اگر به انیمیشن سازی علاقه مند هستید و به دنبال یک منبع آموزش انیمیشن میگیردید پیشنهاد میکنم دوره آموزش نرم افزار مایا ارائه شده در پرشین انیمیشن را ببینید که می تواند اولین قدم برای شروع آموزش انیمیشن باشد
امیدوارم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد اگر این مقاله را دوست داشتید از شما درخواست میکنم آن را به اشتراک بگذارید.
در صورتی که به نرم افزار مایا علاقعمند هستید میتوانید فرم زیر را جهت دریافت مشاوره ارسال نمایید
همچنین می توانید با شماره 09055036171 تماس بگیرید