Welche Aspekte Sie bei der Auswahl einer Rendering-Engine beachten sollten.

Sofern Sie sich bereits verschiedene Rendering–Engines auf dem Markt angesehen oder sich über Stand-Alone-Rendering-Lösungen informiert haben, werden Sie schon wahrscheinlich auf Begriffe wie Biased vs. Unbiased, GPU-Beschleunigung, REYES oder Monte Carlo gestoßen sein.

Die neueste Welle von Renderern der nächsten Generation hat eine Menge Aufmerksamkeit erzeugt, aber es kann manchmal schwierig werden, den Unterschied zwischen einem Marketing-Buzzword und einem echten Feature zu erkennen.

Wir werden im folgenden Beitrag einen näheren Blick auf die verwendete Terminologie werfen, damit Sie die Dinge aus einer klareren Perspektive betrachten können.

Was ist der Unterschied zwischen Biased und Unbiased Rendering?

Die Diskussion darüber, was ein Biased bzw. Unbiased Rendering ist, kann recht schnell technisch werden. In diesem Beitrag möchten wir Komplexität vermeiden, also die Thematik so einfach wie möglich halten.

Unbiased Renderers wie Maxwell werden in der Regel als „physikalisch genaue“ Render-Engines bezeichnet. Obwohl die Bezeichnung „physikalisch genau“ so etwas wie ein Irrtum ist, soll der Begriff implizieren, dass ein Unbiased Renderer den Weg des Lichts so genau berechnet, wie es statistisch innerhalb der Grenzen von aktuellen Rendering-Algorithmen möglich ist. Mit anderen Worten wird kein systematischer Fehler absichtlich eingeführt. Jede Varianz wird sich als Rauschen manifestieren, aber bei ausreichend Zeit wird ein Unbiased Renderer schließlich auf ein mathematisch korrektes Ergebnis zusteuern.

Bei Biased Renderern hingegen werden zugunsten der Effizienz gewisse Zugeständnisse gemacht. Anstatt die Zeit bis zum Erreichen eines soliden Ergebnisses verstreichen zu lassen, führen Unbiased Renderer ein Beispiel-Bias ein und verwenden subtile Interpolation oder Weichzeichnen, um die Renderzeit zu verkürzen. Biased Renderer können im Vergleich zu Unbiased Renderer feinjustiert werden und in professionellen Händen kann ein Unbiased Renderer möglichweise ein absolut genaues Ergebnis mit deutlich weniger CPU-Zeit erzeugen.

Letzendlich hat man die Wahl zwischen einen Unbiased Renderer, welcher mehr CPU-Zeit benötigt, aber dafür die 3D-Artisten entlastet und einen Biased Renderer, welcher dem Künstler ein wenig mehr Kontrolle gibt, aber im Gegenzug dafür mehr Zeit vom Renderer erfordert.

Auch wenn es zu kleineren Problemen kommen kann, arbeiten Unbiased Renderer für Standbilder recht gut, vor allem im Bereich der Architekturvisualisierung. Bei Motion Graphics, Filmen und Animationen ist jedoch in der Regel die Effizienz eines Biased Renderers vorzuziehen.

Was ist mit der GPU-Beschleunigung?

GPU Beschleunigung ist eine relativ neue Entwicklung in der Rendering-Technologie. Game-Engines sind seit Jahren auf GPU-basierte Grafiken angewiesen, aber erst vor kurzem wurde die GPU-Integration für den Einsatz in Nicht-Echtzeit-Rendering-Anwendungen erforscht, in denen die CPU schon immer im Fokus stand.

Durch die weite Verbreitung der CUDA-Plattform von Nvidia wurde es jedoch möglich, den Grafik-Prozessor zusammen mit der CPU für Offline-Rendering-Aufgaben einzusetzen, was zu einer neuen aufregenden Welle von Rendering-Anwendungen führte.

GPU-beschleunigte Renderer können unbiased sein, wie Indigo oder Octane, oder biased wie Redshift.

Was ist eigentlich mit RenderMan?

In gewisser Weise steht RenderMan ein wenig abseits der aktuellen Diskussion. Es ist eine biased Rendering-Architektur basierend auf dem REYES-Algorithmus, welcher vor mehr als 20 Jahren in den Pixar Animation Studios entwickelt wurde.

Das folgende Video vermittelt Grundlagen zum Umgang mit RenderMan:

RenderMan ist tief in der Computergrafikindustrie verwurzelt und wird trotz wachsender Konkurrenz wie Arnold höchstwahrscheinlich noch viele Jahre lang einer der besten Rendering-Lösungen in High-End-Animations- und Effektstudios bleiben.

RenderMan ist so populär, aber warum hört man so wenig darüber?

Weil es einfach nicht für den unabhängigen Endverbraucher konzipiert wurde. Sehen Sie sich in der Online-Community um. Sie werden Tausende von Bildern von unbiased Raytracern wie V-Ray und Mental Ray oder von unbiased Paketen wie Indigo sehen, aber es ist schon eher selten, dass Sie etwas in RenderMan eingebaut finden.

Bei der Konzipierung von RenderMan war nie beabsichtigt, dass die Render-Engine von unabhängigen 3D-Künstlern verwendet wird. Während V-Ray oder Indigo von einem einzelnen Künstler sehr kompetent eingesetzt werden können, braucht es ein Team, um RenderMan so einzusetzen, wie es ursprünglich beabsichtigt war. RenderMan wurde für große Pipelines in der Produktion entwickelt.

Was bedeutet das alles für die Endbenutzer?

Zunächst einmal bedeutet es, dass es mehr Optionen als je zuvor gibt. Vor nicht allzulanger Zeit war das Rendern in der Welt der Computergrafik ein wenig wie schwarze Magie und nur die technischen Künstler hatten Zugang zum Schlüssel. Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat sich viel getan, so dass fotorealistische Ergebnisse auch von lediglich einer Person durchaus realisierbar geworden sind.

Neuere Lösungen wie Octane oder Redshift unterscheiden sich so sehr von alten wie RenderMan, dass es fast keinen Sinn macht, Sie miteinander zu vergleichen.

Vielen Dank fürs Lesen.