【漫立方译】交互式GPU光线追踪——用于基于物理的灯光预览

 

【漫立方译】交互式GPU光线追踪——用于基于物理的灯光预览

皮克斯曾经使用成百上千个灯给场景打光，每个灯都是由艺术家手动设置的。如今，RenderMan支持物理上近似真实的灯光和渲染，这就意味着现在灯光阶段现在可以节省资源，并且场景中的材质在物理上是正确的。也就是说，如今皮克斯只要使用十几个灯就能给他们的场景打灯光，而不是像之前要用几百个。这种新的物理上近似真实的设置最先用在动画电影《怪物大学》里，还有那部超美的超现实短片《蓝雨伞之恋》。





现在的情况是这样的，由于GPU由一系列专一性的硬件模块组成，它们被设计来专门从事某种图形运算，比如漫反射、高光反射、阴影等的计算，省去了CPU运算时读指译指的麻烦，所以能够使得像全局照明这种非常复杂的运算实时起来。打一个形象的比喻，GPU就像一个生产某种特定汽车的流水线，每一个环节固定从事某项工作，所以可以非常高效地完成一项复杂的工作。

其中他还提到了在使用optix的过程中需要用到optix的子程序（callable program），他给出了一个示例。同时他还指出着色器（shader）的执行也是在GPU上完成的。





皮克斯的灯光工具如何整合在KATANA？皮克斯通过使用制作资产来权衡GPU的性能，渲染《怪物大学》中的场景，这些场景是来自Render Man最终CPU渲染的带有相同亮度的模型。皮克斯通常使用Co-Shaders，这是一种可以适用于其他材质球的模块式方法，这些需要被重新编写并且要考虑到NVIDIA的Optix组织架构。

在硬表面模型初始测试完成后，皮克斯继续增加毛发和皮毛功能，然后是次表面散射。这个系统的一个局限性就是它现在不支持运动模糊。然而皮克斯将来还是希望给该系统增加双向路径跟踪材质球（Render Man19）以及在CPU和GPU渲染系统之间共享代码的能力。

Danny说他在设计这个交互功能的时候加入了摄像机的可移动性，但是当时很多艺术家特别是lighters都不以为意，因为通常他们的工作中根本不需要挪动摄像机，后来在操作过程中证明可以动的摄像机真的很有用，lighters可以移动摄像机来着重在某个方面进行工作，增加了灵活性。技术改变工作方式！

在这个交互式GPU光线追踪未来的发展上Danny谈到几点，一个是他们要研究Prman双向路劲追踪以及c++着色器，第二个他们要看到怎样才能让代码进行共享，第三他们会考虑到可伸缩性，使用更多的程序细节（procedural）以及使用更大的场景。他提到为了能够更好地控制大场景他们提出了物体代理（instancing）。在提问环节中他还提到，为了艺术创作的需求有时需要打破物理规律，比如打破diffuse和specular的能量守恒关系，给艺术家们更多的创作自由。