что такое рендеринг в блендере
Понятие рендер и рендеринг
В этом разделе ты научишься получать из своих моделек красивые картинки! Их будет легко показать в любое время, даже если нет возможности зайти в Blender. Сначала необходимо узнать несколько важных понятий.
Существует много рендер программ. Они отличаются скоростью обработки, алгоритмом расчета света и качеством. Сейчас мы будет работать с Cycles Render.
Рендеринг может занимать разное количество времени: от пары секунд до нескольких часов, дней и даже недель. Все зависит от сложности сцены и настроек. Для получения качественной картинки требуется выполнить два условия: настроить материалы и освещение.
Без чего невозможен рендер?
Есть ТРИ основных составляющих, без которых невозможен рендер:
Если у тебя в сцене нет камеры или источника света, то добавь их. Пока что ставь источник света Point, далее мы рассмотрим все типы источников света и их настройки.
Если ты хочешь хорошо настроить камеру, то посмотри следующую тему: настройка камеры.
Как сделать рендер?
Как сохранить рендер?
blender-handbook
Итак, у нас есть объект с материалом и наложенной текстурой – пора, наконец-то, отрендерить его! Рендерингом (или визуализацией) в компьютерной графике называют процесс перевода математической модели объектов в графическое представление. В Blender это делается путем проецирования вершин, составляющих объекты, на экранную плоскость и вычисления пикселей между ними путем растеризации полигонов.
Существует также другой подход – расчет траекторий лучей (или, как говорят специалисты, трассировка лучей). Для каждой точки растрового изображения проводится луч в некоем известном направлении (это может быть, например, вектор от позиции наблюдателя). Затем происходит перебор всех объектов-примитивов трехмерной сцены. Трассировщик проверяет луч на пересечение с примитивом и получает координаты точки пересечения. Если на сцене присутствуют источники света, проводятся дополнительные лучи от полученной точки к источникам света. На основании полученной информации (а также заранее определенных констант), вычисляется цвет пикселя в данной точке.
Blender использует трассировку лучей при расчете зеркального отражения и преломления. Кроме того, на основе трассировки лучей построен новый рендер-движок Cycles, который теперь также является частью Blender (впрочем, Cycles, будучи большой и достаточно сложной в освоении системой, выходит за рамки охвата этой книги).
Камеру можно перемещать и поворачивать, как и любой другой объект. Чтобы понаблюдать, как сцена видна через камеру, можно сменить вид: выберите в меню View → Camera. Теперь нажмите клавишу N и в появившейся левой панели инструментов найдите вкладку View. Поставьте галочку напротив Lock Camera to View. Рамка паспарту теперь станет красной, а камера будет привязана к точке наблюдения навигации. То есть, если вы повернете точку наблюдения средней кнопкой мыши, камера тоже повернется соответствующим образом – это позволяет быстро настроить камеру наилучшим для вас образом. Не забудьте только отключить этот режим привязки, когда закончите позиционировать камеру.
Добавим, что любое отрендеренное изображение можно не только сохранить, но и использовать внутри Blender для дальнейшей работы – в качестве текстуры для объекта или где-нибудь еще.
Рендер и обработка в Blender
Это третья статья из цикла по работе в Blender. Вот ссылки на все три, выбирай ту, которая тебе нужна:
Эта статья поможет новичкам научиться рендерить и обрабатывать свои модели для портфолио или проекта. Ты узнаешь, как пользоваться инструментами Blender и Photoshop, чтобы сделать сочную картинку. Внимательное изучение статьи займет около 10 минут. Если возникнут вопросы — пиши в чат-бот (кнопка справа внизу). Там на связи живой менеджер 🙂 Он поможет разобраться.
Если ты ни разу в жизни не пользовался Blender, для тебя у нас есть бесплатный курс Intro Blender. Ты научишься моделить простые формы, выучишь хоткейсы и поймешь как устроен технический процесс моделинга в Blender.
Чтобы сохранить volume иллициев и убрать кривое отображение, нужно рендерить в Cycles. Заходим во вкладку Render Properties. В разделе Sampling изменяем числовое значение в строке Render, чтобы поменять качество финального рендера. Но это влияет на производительность и скорость рендера, так что в своей работе мы выставляем значение для Render — 1200. При этом настройки Max Bounces в разделе Light Paths остаются почти без изменений. Единственный параметр, который мы немного меняем — это Volume (ставим «2» вместо «0»). Это нагрузит систему, но улучшит отображение тумана и свечения.
Вторая вкладка, которая нас интересует — Output Properties. Выставляем разрешение «2000”. Этого достаточно для портфолио на Artstation, алгоритмы сайта все равно «сожмут» итоговую картинку.
Наконец, включаем во вкладке View Layer Properties необходимые renderpass`ы в разделах Data, Light, Cryptomatte. Вместо Denoising внизу этой вкладки, активируем Denoising Data из раздела Data.
Рендер и обработка в Blender
Привет, меня зовут Сергей Мингулин, я — 3D-художник и преподаватель курса по созданию стилизованных 3D-персонажей в XYZ. Посмотреть на мои проекты можно здесь. Это — третья статья из цикла о визуализации в Blender.
Последняя наша тема, — это настройка рендера и обработка: рассмотрим инструменты, которые есть в самой программе и в Photoshop. Также я расскажу об особенностях настоящего плёночного снимка и способах их имитации, и покажу, какие функции Photoshop может спокойно заменить Blender.
Настройка рендера
Как я уже рассказывал в предыдущем материале, чтобы сохранить volume иллициев и избежать некорректного отображения, мы рендерим в Cycles.
Заходим во вкладку Render Properties. В разделе Sampling мы можем контролировать качество финального рендера, изменяя числовое значение в строке Render. Но это прямо влияет на производительность и скорость рендера, так что в своей работе я обычно выставляю значение для Render — на 1200. При этом настройки Max Bounces в разделе Light Paths остаются практически без изменений.
Единственный параметр, который мы незначительно меняем — это Volume (ставим «2» вместо «0»). Это сильнее нагрузит систему, но улучшит отображение тумана и свечения.
Вторая вкладка, которая нас интересует, — Output Properties. Выставляем разрешение «2000». Этого будет достаточно для портфолио на Artstation, с учётом того, что алгоритмы сайта «пожмут» итоговую картинку.
Наконец, перед рендером включаем во вкладке View Layer Properties необходимые renderpass`ы в разделах Data, Light, Cryptomatte. И вместо Denoising, который находится в самом низу этой же вкладке, активируем Denoising Data из раздела Data.
После того, как изображение отрендерилось, переходим во вкладку Compositing и ставим галочку на Use Nodes и Backdrop в выдвигающейся панели справа. Перед нами появились отрендеренная картинка и ноды, с которыми мы теперь можем работать, редактируя изображение прямо в программе.
По умолчанию будет доступен только нод Render Layers, в котором активны ранее выбранные нами аутпуты. Для этого мы и включали все те настройки на предыдущем этапе.
Обработка в Blender после рендера
Помимо того, что количество сэмплов влияет на скорость рендера, от него зависит «шумность» картинки. Вот так, к примеру, выглядит в нашем случае отрендеренное изображение, если установить значение в 300 сэмплов.
Избавиться от шумов можно несколькими способами, самый простой из которых — установить большее значение сэмплов. Оптимальное количество сэмплов зависит от конкретной сцены. В моём случае достаточно 1200.
Чем больше освещён объект, тем меньше шумов. Больше всего их появляется в затенённых местах (см. пример выше).
Конечно, получить качественную картинку без денойза можно, установив, к примеру, 2000 сэмплов. Но всё зависит от ограничений железа и времени, которое вы можете потратить на ожидание.
Второй способ — тот самый денойз. Нажимаем в композиторе «Shift+A» и через поиск вводим «Denoise». Теперь появившийся нод подключаем к Render Layers.
Если нажать «Shift+Ctrl+лкм», изначальное изображение сменится на превью выбранного нода. Так можно просматривать каждый выбранный нод в отдельности, — например, изображение после денойза, АО, тени и т.д.
После того, как избавились от шумов, нужно настроить свечение. Соединяем аутпут Image денойза с нодом Glare, который вызывается также через панель Search. Нажимаем «Shift+Ctrl+лкм», и теперь можем настраивать, ориентируясь на превью.
По умолчанию в Glare стоит Streaks — режим, в котором свет тянется от источника полосами. Переключаемся на Fog Glow и получаем более-менее правдоподобное свечение.
Здесь же есть следующие настройки:
4. Size — интенсивность излучения (от 6 до 9)
Cryptomatte — ещё один полезный нод, который представляет собой аналог PhotoShop в блендере и работает по принципу масок. Чтобы его использовать, необходимо перед рендером активировать соответствующие настройки в панели справа.
Далее вызываем нод через Search и подключаем к Render Layers (CryptoMaterial и Image).
Здесь у нас есть 3 режима:
Image — изображение, полученное на выходе с рендера;
Matte — показ выбранной области;
Pick — выбор;
Переключаемся между ними, нажимая «Shift+Ctrl+лкм».
В режиме Pick выбираем инструмент «пипетка» (Add) и щёлкаем область, которую хотим изменить. Теперь переходим в режим Matte: выбранный нами фон отобразился серым и мы можем работать с ним, например, подкрутив контраст (RGB Curves) или настроив цвет (Hue Saturation Value, Color ).
Закончив, миксуем итоговый Image с рендером. Вот так, например, выглядит изменённый фон:
Особенности плёночного изображения
Теперь поговорим об отличиях плёночной фотографии от цифрового рендера и инструментах, с помощью которых можно добиться ощущения реалистичной фотографии.
Плёночное фото имеет:
1) меньший динамический диапазон в сравнении с рендером;
2) искажения, связанные с особенностями оптики;
3) искажения, появившиеся во время проявки и сканирования.
Кроме того, любая оптика имеет своё фокусное расстояние и светосилу, от которых зависит глубина резкости кадра.
Чтобы кадр вышел достоверным в воспроизведении плёночного снимка, возвращаемся на этап до рендера и в настройках камеры выставляем нужное значение Focal Lenght (фокусное расстояние), активируем Depth of Field.
В Depth of Field нас интересует настройка Distance, которую мы можем изменить вручную в попытке поймать в фокус нужный объект или зону кадра, либо выбрать пипеткой конкретный объект, который должен остаться резким.
Ещё один способ настроить фокус на части объекта — создать объект Empty и разместить в нужной точке, после чего выбрать его в Focus Object.
На размытие также влияет параметр F-Stop (светосила): чем ближе значение к единице, тем сильнее размытие.
Итак, у плёночных фотоаппаратов динамический диапазон меньше, чем у цифрового кадра. Это значит, что в тени и на свету изображение не будет таким же проработанным, как в рендере. Кроме того, точки чёрного и белого в случае плёнки смещены.
Добиться аналогичного эффекта можно через compositor в самом Blender с помощью RGB Curves, или же в Photoshop.
Кроме того, плёночный фотоаппарат неизбежно даёт ряд искажений. Чтобы сымитировать их, вызываем в композиторе Lens Distortion и подключаем Image.
Нас интересуют следующие настройки:
Jitter — даёт эффект зернистости плёнки.
На просторах интернета можно найти целые библиотеки шумов, в которых можно подобрать имитацию конкретной плёнки. Но если нет цели добиться максимального сходства, можно просто поставить галочку в программе.
В Photoshop, чтобы добиться зернистости, действуем следующим образом:
Distort — настройка искажения «линзы».
С ней нужно быть аккуратными. Чтобы добиться эффекта съёмки на плёночную камеру, ставим совсем небольшие значения («0,005»), иначе рискуем получить эффект рыбьего глаза. Соответственно, выставляя отрицательное значение параметра, получаем противоположный эффект.
Dispersion — эффект рассеивания света; разложение пучка белого света на пучки различных цветов. Эта настройка поможет воссоздать хроматическую аберрацию, свойственную изображениям, полученным с камеры.
Хроматическая аберрация может быть более или менее выраженной в зависимости от качества оптики. Фотографы, как правило, стараются свести её к минимуму. Нам такое искажение нужно, наоборот, для придания большего реализма. И здесь мы тоже имеем дело с небольшими значениями ( «0,02»).
Важно: настройка Dispersion также даёт небольшое искажение «линзы», растягивая каналы. Применяя этот эффект, не забываем брать изображение с «запасом» по краям.
Следующая особенность фотографии связана с фокусным расстоянием. Это боке — размытие объектов, источников света и/или бликов, которые остались вне фокуса. В результате получаем круги или многогранники, размер и форма которых зависят от глубины резкости и количества пластин в диафрагме.
Контроль над формой боке внутри Blender происходит в этой вкладке при выбранном объекте камеры:
Blades отвечает за количество лепестков в диафрагме, Rotation — за поворот этих лепестков, Ratio — за коэффициент искажения, призванный имитировать анаморфный эффект боке. Значение меньше 1 растягивает боке по горизонтали, «1» означает «без искажения», а значение больше единицы приведёт к вертикальному растяжению.
Здесь, как и в случае с зернистостью, можно найти готовые шаблоны в интернете, но в таком случае результат будет малоконтролируемым. А можно, так как мы имеем дело с физически корректным рендером, создать частицы в самом блендере.
Для этого создаём бокс: нажимаем «Shift+A» и выбираем Mesh — Cube. В этом ограниченном объёме мы создадим партиклы, которые и будут отражать свет от источника и размываться в боке.
Следующим шагом, также с помощью хоткея «Shift+A», выбираем и создаём айкосферу (Icosphere). И выставляем «1» в значениях Subdivision и Radius. Большего нам не требуется, так как объект всё равно будет размыт в итоге, а сцена уже тяжёлая сама по себе.
Хотя, даже при таких значениях объект вышел слишком большой. Так что после я выставил «0,01» во всех осях Dimensions. Дальше, при желании, мы можем настроить форму получившегося объекта и сдвинуть вертексы (здесь всё зависит от ваших вкусов и задач).
Теперь заходим во вкладку Particle Properties, включаем Hair и ставим Emit From Volume. Выбираем Render As Object во вкладке Render и назначаем объектом созданную айкосферу.
Параметр Scale отвечает за размер объектов и по своей сути является множителем для заданного изначально объекта. Ставим «0,1».
Scale Randomness определяет степень различия по размеру наших сфер. Тут ставим по-максимуму, чтобы айкосферы не были все как одна.
В этой же панели нас интересуют Emission, от значения Number которого зависит плотность заполнения куба пылью, и в Source — Jittering Amount, который отвечает за равномерность заполнения. Соответственно, чем больше Number, тем плотнее забит куб, а чем выше Jittering Amount, тем более разнообразно расстояние между объектами.
Активируем Rotation: Randomize, Phase и Randomize Phase отвечают за рандомный поворот объектов по всем осям и здесь нам не нужны большие значения. Ставим ненамного отличающиеся от нуля. В Orientation Axis выбираем Normal.
Наш куб заполняется:
Точки на скриншоте не шумы, а заполнившие куб айкосферы.
Наконец, выставляем куб между камерой и объектом так, чтобы на него падал источник света. Фокусное расстояние у нас определено на лицо модели, и чем дальше от фокуса наш куб, тем больше будет эффект боке.
Здесь можно видеть разные этапы обработки и как на них изменялось боке.
Процесс настройки в Blender затратный по времени. Но, если других вариантов нет или если хочется большего контроля над результатом, функционал программы позволяет создавать различные эффекты.
Хотя, есть и такие, которые действительно проще создать в PhotoShop.
Виньетирование — это затемнение по краям кадра, появление которого зависит от размера диафрагмы аппарата. Чем сильнее та открыта, тем больше темноты по краям кадра.
Чтобы его сымитировать, создаём слой и выбираем на панеле слева Gradient Tool, настраиваем цвета и ставим галочку Reverse. После чего задаём радиус нашему затемнению.
Применяем к слою Multiply и уменьшаем прозрачность.
Ещё одна особенность плёночной фотографии — пыль. Она появляется при сканировании и, можно сказать, является такой же отличительной чертой реальной фотографии, как искажение линзы или хроматическая аберрация. Пыль можно также, как и зерно, скачать из интернета и добавить в PhotoShop.
Напоминаю, так в итоге выглядит готовое изображение, большая часть эффектов которого была исполнена в Blender:
Если хочешь научиться создавать стилизованных 3D-персонажей — записывайся на курс STYL. Стартуем 1 октября — если записаться сейчас, успеешь получить скидку.
Сетевой рендер в блендере
картинка для тех, кто в танке
Пару лет назад меня попросили написать ликбез по сетевому рендеру в блендере.
Я слегка увлёкся и получилось то, что представляю вашему вниманию.
Обзор так и не опубликовали до конца на сайте blender3d.org.ua, хотя pdf там можно найти. Прошу сохранить, может быть кому-то будет интересно.
Сетевой рендер в блендере
Это руководство было написано с целью продемонстрировать возможности блендера в этом
сравнительно новом для него амплуа.
В течение вот уже многих лет такие программы как 3Dstudio используются по сети для совместной работы или рендера, в Блендере же эта возможность появилась сравнительно недавно. С выходом в свет короткометражного фильма Sintel авторы продемонстрировали рендер студию, на которой они работали при создании фильма, а также посетовали на то, что для сетевого рендера им пришлось использовать стороннюю разработку вместо встроенного в Блендер 2.5 сетевого рендера, так как к тому времени он был не в состоянии обеспечить студию стабильным и быстрым результатом.
Посмотрим, как дело обстоит сейчас, и заодно сравним внутренний сетевой рендер Блендера
с плaгином LuxBlend, который недавно получил поддержку OpenCL.
С появлением Блендера 2.5 необходимость иметь хоть какой-то сетевой рендер внутри программы послужила причиной моментального включения в неё netrender кода, написанного, как и большинство плaгинов, на Питоне Мартэном Пуарье (Martin Poirier).
Идея оказалась неплохая: использовать внутренний рендер Блендера, что должно было гарантировать идентичность картинки, обработанной локально или удаленно; централизацию управления на мастер-сервере; достаточно простое управление серверами и быструю, не сложную установку.
Однако первые тесты показали, что многое еще предстоит, и в настоящий момент плагин хотя и поставляется внутри дистрибутива, активировать его надо в ручную.
Нетрендер в блендере разделен на три составляющие:
Клиент — Посылающий работу на мастер-сервер
Мастер — Получающий работу от клиентов
Слейв — Зависящий от мастера сервер, обрабатывающий кадры рендера
Это может быть любая машина с установленным Блендером; когда сцена готова, настраиваются ip и порт мастера, принимающего запросы, устанавливается количество необходимых кадров на рендер, затем задача отправляется на мастер, который распределит её между остальными серверами.
В интерфейсе клиента присутствуют следующие варианты:
Send current frame job — Отсылает только выделенный кадр, при этом имейте в виду, что, как и в остальных случаях, необходимо послать всю информацию (.blend и текстуры), так что времени уйдет на это столько же, как и при пересылке всей работы. Результата не ждёт, моментально освобождая клиент.
После того, как мастер примет работу, начнется передача всего файла и текстур свободному слейву, из этого следует, что лучше располагать их в одной локальной сети, иначе можем получить большой расход трафика и ещё одну точку потенциального таймаута.
То, чего мы пытаемся достичь, — это, нажав на кнопку, продолжить работу, не задумываясь над тем, какой именно сервер будет заниматься рендером, а также о проблемах, которые при этом могут возникнуть.
На этой ноте позвольте сделать небольшое отступление: дело в том, что, во-первых, сетевой рендер чаще всего используется студиями в локальной сети, при канале не меньше 1гб/с, что сильно меняет дело. Во-вторых, во многих устоявшихся программах для редактирования трёхмерных изображений есть возможность использования нескольких машин при обработке одного кадра, происходит банальное деление картинки на части, равные количеству серверов, либо используются другие методы, которые позволяют уменьшить время, затраченное на рендер пропорционально количеству задействованных серверов.
Так как в блендере этой функции пока нет, очевидно, выгодных результатов можно добиться лишь при анимировании сцен с достаточным количеством кадров, чтобы компенсировать задержки при загрузке и приёме файлов. Кроме того, не стоит также забывать про возможность полностью разгрузить клиент после отдачи материала на рендер, что может оказаться очень кстати, если необходимо продолжить работу над другим проектом.
Для минимальной установки необходим один компьютер-клиент и один мастер/слейв, так как обе функции может реализовывать один компьютер с запущенными мастер и слейв серверами одновременно. Скорость рендера будет напрямую зависеть от скорости слейв машины.
Люксрендер представляет интерес в рамках этого обзора только для сравнения его возможностей с возможностями внутреннего сетевого рендера в блендере, о его преимуществах и недостатках есть где прочитать.
Начиная с версии 0.8 в люксе появилась возможность задействовать мощность современных видеокарт для просчитывания пересечений света посредством OpenCL.
Сетевой рендер в люксе продвигается под слоганом «CPU против GPU? CPU + GPU + сетевой рендер — лучше», в будущем разработчики обещают расширить применение видео карт в рендере, пока же не стоит надеяться на чудо, видео карта вряд ли загрузится больше 30%, хотя определенный прирост производительности наблюдать можно уже сейчас.
В отличие от внутреннего сетевого рендера — Люкс может объединять несколько серверов для работы над одним кадром, мастер-сервер не предусмотрен, его функции частично исполняет клиент. Вся система сводится к одному клиенту и нескольким слейв-серверам, как только после использования люксбленд плагина работа попадает на слейв, тот просчитывает несколько сэмплов. Результат будет передан обратно на клиент через некоторый промежуток времени, там он пересечётся с результатом локального рендера, и на выходе мы получим картинку с большим количеством семплов, чем если бы слейв не участвовал в процессе.
Инструменты: Один клиент и один сервер, при этом они работают в паре и дают теоретически линейный прирост производительности.
В расчёте на то, что будет использоваться сетевой рендер люкса в отдельных случаях, когда необходимо получить картинку с трассировкой лучей, а в остальных внутренний сетевой рендер, можем поставить и то и другое.
Вкратце лог содержит записи похожие на:
[192.168.2.3:10001] 00:00:36 — 6T: 3.67 S/p 78.79 kS/s 99% Eff 77.86 kC/s — Using CPU
Сервер: порт, время (в течение которого сервер делает работу), количество ядер/тридов, количество сэмплов на пиксель, количество сэмплов в секунду (в тысячах), процент эффективности кадра (усредненное значение между количеством сэмплов в секунду и эффективностью), последнее означает используется ли на сервере OpenCL для рендера.
[192.168.2.4:10001] 00:06:38 — 4T: 25.92 S/p 51.20 kS/s 99% Eff 50.51 kC/s — Using CPU
Переводим:
После 6:38 минут рендера, сервер 192.168.2.4 на порту 10001 успел получить 22.92 сэмпла на пиксель при скорости в 51.20 тысяч сэмплов в секунду и 99% эффективности его работа оценивается 50.51 тысячам взносов в секунду при использовании только центрального процессора.
Установка внутреннего сетевого рендера