بکارگیری Mental ray در نرم افزارهای سه بعدی – قسمت اول

Mental ray چیست؟
مبحث اصلی فناوری تولید mental ray ، ایجاد تصاویر فوتورئالیستیکی ( Photorealistic ) است؛ فرایندی که مستلزم محاسبات پیچیده با بکارگیری علم فیزیک می باشد تا عملکردهای واقع گرایانه و بدیهی شبیه سازی گردد.
مدت زمان طولانی است که فیزیکدانان برجسته در صدد یافتن توصیفی از نور هستند تا به رمز تأثیرات فوتو الکتریکی که مبین مشخصات فیزیکی و ماهیت بازتاب نور از نما ( Surface ) است ؛ دست یابند.
توسعه دهندگان نرم افزار گرافیک رایانه ای ( CG ) می کوشند تادانش نورپردازی و انفعالات آن با محیط پیرامون و نیز درصد جذب آن توسط چشم انسان را به صورت مدل های سایه زنی ( Shading  ) و نور پردازی ( Lighting ) همراه با برنامه های کاربردی شان مورد استفاده قرار دهند.
Mental ray ، محصول خط تولید غنی ابزار های تخصیص یافته ( Specialized tools ) است که توسط شرکت آلمانی GmbH گسترش یافت؛ لیکن اغلب سفارش کاربران عمدتاً از شرکای OEM نظیر AutoDesk  ,  Avide و غیره می باشد. این شرکاء ، mental ray را بعنوان یک پلاگین رندر تلفیقی ( Integrated render ) همراه با نرم افزار هایشان و پشتیبانی از رندرینگ ماهواره ای ( یا توزیعی ) بعنوان یک رندر Stand- alone ارایه می دهند.

 

دلیل استفاده از mental ray چیست؟
افراد مجربی که mental ray را در عرصه های مختلف  مورد استفاده قرار می دهند ؛ مقاصد متفاوتی را در تولید تصاویر دنبال می کنند که البته این تفاوت ، روش های بکارگیری نرم افزار ها و چگونگی تنظیم خط ارتباطی ( Pipeline) محصولاتشان را نیز تحت الشعاع قرار داده است .

• بکارگیری mental ray در سرگرمی ها
قابلیت های فوتورئالیستیکی mental ray  در صنایع تفریحی و سرگرمی نیز نقش عمده ای دارد ؛ که البته ایجاد فریم های متعدد  منوط به گزینه دیگر یعنی زمان است. اگرچه ممکن است زیبایی تصاویر رندر گرفته شده CG به جذابیت فیلم ها بیفزاید ؛ لیکن این تصاویر باید در یک روال زمانی مناسب تولید شوند. از اینرو ، تولید کنندگان فیلم ترجیح می دهند تا در حد امکان از بکارگیری قابلیت های توانمند raytracing در mental ray اجتناب ورزند تا اینچنین تسریع خط ارتباطی محصول ( Production Pipeline ) را قابل پیش بینی نمایند.
Mental ray در صنعت سرگرمی دو نقش مختلف را ایفا می کند ؛ یکی بعنوان رندرگیر اولیه برای کل محصول و دیگری بعنوان رندرگیر مازاد که باعث ایجاد جلوه های ویژه رئالیستیکی نهایی ( high –end) می شود که بر واقع گرایی تکیه دارد. با اینحال برخی از پروژه ها نیازمند بیش از یک رندرگیر در خط ارتباطی محصول هستند و اینچنین کار در بین استودیو های مختلف که هر یک، نمایه های ویژه ( Special Shots ) را با استفاده از گزینه انتخابی شان اسمبل می کنند؛ تفکیک می شود.
فیلم های شاخصی که در بخشی از صحنه های خود از mental ray استفاده کرده اند؛ عبارتند از:
The Wild, The Matrix Revolutions, The Matrix Relouded, Star wars, The Hulk, Terminator3 , Fight club, Panic Room, Blade Trinity, The Cell, The Day After Tomarrow, Walking With Dinosaurs .

 

معمولاً فوتورئالیسم شبیه سازی شده در فیلم هایی بکار می رود که در آن ها ، ساخت نماهایی نظیر یک فضا پیما بسیار گزاف باشد. در برخی موارد ، mental ray به جهت شبیه سازی یک محیط یا یک کاراکتر به شکل CG  مورد استفاده قرار گرفته و دسترسی  کارگردان به تصاویر غیر استاندارد را مهیا می سازد. بطور مثال ، در گالری motion Picture به آدرس اینترنتی  www.mentalimages.com شما تصاویری را ار Panic Room می یابید ؛ فیلمی nonfoturistic که در نظر اجمالی نخست ، به نظر نمی آید که جلوه های ویژه یا 3D در آن بارگذاری (Load ) شده باشند. مکان این فیلم خانه ای ییلاقی واقع در شهر نیویورک است؛ جایی که همه چیز به نظر واقعی می رسند. با این وجود ؛ از نمایه های متعددی استفاده شده که احتمالاً بدون این مجموعه ،ساخت دستی آنها بسیار دشوار می بود.

• بازی ها
در بازی های رایانه ای که دائماً در حال تکامل و ارایه هر چه بیشتر تجربیات واقع گرایانه و تأکید بر پیچیدگی و هم کنش آنی (  Instantaneous interaction)  بوده اند ؛ همواره رندرینگ نهایی ( heigh-end rendering ) انجام گرفته است. تقویت CGمنوط به مجموعه مدل های سایه زنی و نورپردازی نظیر شبیه سازی غیر مستقیم نور پردازی است.
بازی ها متشکل از تصاویر از پیش رندرگرفته شده با استفاده از mental ray یا هر رندرگیر دیگری هستند که در یک engine بازی اجراء شده و به حالت real –time  و با بکارگیری فناوری هایی نظیر  OpenGL, Direx X که سخت افزار را تحت کنترل قرار می دهد,  و بر پایه قابلیت های سخت افزاری کارت گرافیک NVIDIA, ATI, 3D Labs و سایر صفحه مدارات صنعتی توسعه یافته اند.

ساختار mental ray
هدف این آموزش فراهم آوردن درکی جامع از فناوری های mental ray و قابلیت هایی است که در زمان ارزیابی تان از فناوری های رندرینگ ، شما قادرید تا به مزیت های دیگر آن نیز پی ببرید. آشنایی با فناوری اصلی و الگوریتم های آن ، شما را قادر می سازد تا برای شیوه های رندرینگ خود ، تصمیم مناسب تری را اتخاذ نمایید.
فایل mental ray مشتمل بر اطلاعاتی از آرایش فضایی اشیاء ( Objects) و خصوصیات فیزیکی آنها است که یک موقعیت مختصاتی ( شامل موقعیت شئ ، موقعیت دوربین ، موقعیت جهان پیرامون ) و تأثیر گذاری حاصل از تنوع شیدر ها (Shaiders) را ارایه می دهد.
Mental ray در حین رندرگیری ، داده را از طریق نمونه برداری مقیاس رنگ شیدر (  Shaider) ، بویژه از نقاط نما( points Surface) انتقال می دهد. سپس رنگ ها از بافر فریم دو بعدی (2D frame buffer) می گذرد ؛ جایی که بعنوان یک محفظه حافظه ( Storage countainer) برای اطلاعات مختلف رندر گرفته شده ، عمل می کند .
بافر فریم ها، چهار کانال رنگ استاندارد ( RGBA) که نمایش دهنده یک تصویر است را ذخیره می کنند. هر یک از کانال های R,G,B نمایانگر یکی از رنگ های اصلی قرمز ، سبز و آبی است و همچنین A مبین کانال پنهان آلفا ( Alpha masking channel) می باشد.
داده تصویر همواره  پیش از تکمیل فرایند رندر گیری در بافر فریم ها ذخیره شده و سپس بافر فریم ها در فایل موجود در یک دیسک خوانده می شوند.
رندرینگ فوتورئالیستیکی ، مستلزم فرایند های پردازشی بسیار زیادی است  ؛ لذا ساختار mental ray به شکلی تعبیه شده است که عملکرد را در خلال رندرینگ به حداکثر برساند.
در آموزش بعدی، ساختار mental ray در سه نرم افزار گرافیکی maya, 3Dmax , soft image را به تفصیل تشریح می کنیم.

منبع :کتاب  mental ray for maya, 3ds Max, and XSI – Boaz Livny
مترجم : مریم ثابت قدم اصفهان

 88/05/10

 © Copyright  2009 | Animationdata.com and partners.

                                                                                                                 عناوین مطالب