RenderMan中的路径跟踪和RIS简介

随着新版本的RenderMan（19）的出现，另外一个完全不同的渲染体系结构：RIS模式下的路径跟踪（单向和双向），新的BRDF和集成器封装在新的着色管道中。借助所有这些新功能以及对“经典” REYES渲染模式的支持，Christos Obretenov教授将深入研究核心概念和术语的定义，涵盖所有新功能和工作流程的范式转变，并与“支持REYES渲染的“经典”支持，并比较不同上下文中每种情况的优缺点。

通过与皮克斯公司达成的特殊协议，课程成员还可以提前独家获得新RenderMan Beta的试用版。

Obretenov曾担任过多个角色，为迪斯尼（Walt Disney）的《野性》（The Wild）故事片设计和开发了着色软件，随后为《超人归来》，《蜘蛛侠3》，《 Beowulf》，《圣诞节颂歌》和《火星需要妈妈》（Mars Needs Moms）故事片进行了着色和照明。

课程纲要

新功能和课程目标。新功能，定义以及我们将要使用的某些功能的概述。回答“什么是RIS和路径跟踪？”。

新的迪士尼通过“ PxrDisney”着色器“原理化”了BRDF：其基础，说明和渲染示例。

我们首先在分​​布式射线跟踪和单向路径跟踪的背景下说明双向路径跟踪的概念。我们看一下这些不同的光线跟踪模式如何遍历的图和相应的渲染，并使用相机，光线和阴影射线对场景进行采样。然后，我们使用Pixar RenderMan团队提供的新资产Stirling模型进入RenderMan Studio会话，然后开始以REYES模式进行渲染-我们故意这样做是为了在RIS中以相同场景进行渲染，并展示如何我们必须重新分配所有新的RIS / BRDF材料。这导致将重点放在PxrDisneyBRDF材料的“发射”属性上，检查和试验不同的采样设置以获得理想的渲染效果。我们还使用相同的材​​质渲染“ SmartCar”资产，并添加了PxrDisneyBRDF的金属和各向异性特征。

我们从继续上一课的“发射式”地理/光源开始，然后对球体地理进行动画处理，以查看其对地面和汽车模型的影响。这样做时，我们注意到我们没有从反射球体中的自发光几何图形获得间接贡献，因此我们介绍了如何使用全局和基于每个对象的属性设置该属性，以及在RenderMan RIB中的外观如何。然后，我们跳入高对比度圆顶灯中探索路径跟踪（单向）与VCM（双向）之间的关系，发现使用较低对比度的圆顶光源确实在减少VCM中的伪影方面有所作为。然后，我们将Path vs VCM放入“ Cornell Box”场景中，并通过聚光灯看到从VCM中获得的细微反弹，并通过玻璃很好地处理了焦散和折射。

我们使用路径跟踪器和双向VCM查看一些重要的质量设置：像素差异和合并半径比例。遮蔽景深时，我们谈到了像素差异与传统RenderMan的PixelSamples设置的比较。为了真正了解双向VCM的功能，我们探索了一种在玻璃和金属上具有尖锐的焦散的新内部场景设置，并展示了“合并半径比例”如何影响焦散的质量和渲染时间。总而言之，我们看到VCM在具有多个昏暗光源，大量反射和尖锐的焦散的室内场景下如何更好地工作。

我们想研究单向路径跟踪器根本找不到光的路径以及需要使用双向VCM的场景。这种情况的一个很好的例子是“嵌入式照明”例子，其中没有直接可见的光源路径，它需要反弹多个物体以与摄像机光线可见的物体相连接。我们通过一些解释光路和VCM的“顶点连接”部分的图表来研究这种情况。一个更好的例子是将光源封装在“毛玻璃”外壳中，表明VCM将找到光路，但单向路径跟踪器将找不到。最后，我们讨论具有“发射”着色器参数的几何球体与球形区域光之间的差异。

我们从一个崭新的场景开始：本堂课上有玻璃雕像的室内“厨房”，重点是PxrGlass BxDF。我们遍历此材质着色器的每个参数，并在新场景中关注IOR，吸收增益和吸收颜色，并使用PathTracer积分器注意到光线的折射和焦散。在调试我们的gainGain设置时，我们还将研究“内部RMS渲染”与“外部RPS渲染”的优缺点。

我们将继续使用PxrGlass BxDF进行玻璃着色，并深入探讨“嵌套电介质”的更高级主题！要完成本主题，我们需要使用RIS / Shading / Materials / Examples中RenderMan文档页面上的场景，并跳出RMS的一面以从RIB文件中手动渲染，同时检查和调整“ intersectpriority”和“ indexofrefraction”属性在RIB文件中。通过这些设置，我们对场景中的玻璃/水/气泡几何形状进行了几次迭代，以查看不同介电材料的复杂嵌套。在本课中，我们还花了一些时间在“设置脚本”上，为您提供了在运行RMS和RPS时自定义工作环境的工具。

“嵌套电介质第2部分”是本课程的重点，我们将继续上一课的工作，并回答一些提出的问题，例如“如何在我们自己的文档中实现RIB示例Maya / RMS场景？”和“如果在相交优先权方面，折射率的属性设置与BxDF / shader IOR不同，该怎么办？”。在计算嵌套电介质时，我们还精确地讨论了如何在Path Tracer积分器上结合“最大规格/扩散深度”设置“最大路径长度”。

用PxrSkin进行次表面散射。在本课程中，我们开始一个新主题，深入研究新雕像模型上的PxrSkin BxDF材料。 PxrSkin通过设置默认的“近/中/远”设置的“颜色/重量/长度”参数，并让用户分别拨打这3个层来进行更美观的控制，从而具有一种新方法来拨打地下散射的级别。我们将这种方法与“经典” DMFP表进行比较，该表用于散布诸如皮肤/番茄酱/大理石/牛奶等材料，同时定义和探索每一层的颜色，重量和DMFP长度。查看我们的转盘渲染，我们可以看到模型中由于不同方法而产生的细微分散。