Maxwell Render

Maxwell Render

Тип	система рендеринга
Разработчик	Next Limit Technologies
Операционная система	Microsoft Windows, Mac OS X, Linux
Последняя версия	3.1.0.2 (28 января 2015)
Лицензия	Проприетарное программное обеспечение
Сайт	[www.maxwellrender.com wellrender.com]

К:Википедия:Статьи без изображений (тип: не указан)

Maxwell Render — движок программной визуализации, разработанный компанией Next Limit Technologies, основанной разработчиками Виктором Гонселсом и Игнасио Варгосом в 1998 году в Мадриде. Первый релиз в виде альфа-версии был представлен в декабре 2004 года, после 2 лет разработки.

Программа использовала алгоритм глобального освещения, основанный на одном из вариантов алгоритма MLT (Metropolis light transport). На текущий момент доступна версия 3

Парадигма

Maxwell Render является первой (по времени выпуска) системой визуализации, в которой принята т. н. физическая парадигма. В основу всей системы положены математические уравнения, описывающие поведение света. По этой причине визуализация объектов производится по принципу «без допущений».

Вводя в обращение реальные физические законы, Maxwell Render позволяет избежать длительного и тонкого процесса настройки параметров визуализации, который имеет место в случае большинства визуализаторов, работающих по иным алгоритмам (FinalRender, Brazil, mental ray и подобные). Поэтому в системе реализованы различные физические модели.

Основные модели

Физическая модель освещения

Свет в Maxwell Render рассматривается как волна с определенным поведением, соответствующим настоящему. Это позволяет избежать многочисленных проблем, которые имеют место в случае визуализаторов, использующих фотонную модель.

Так, например, световая волна, упав на поверхность, отражается от неё по закону отражения. Так как в реальном мире не существует абсолютно черных и абсолютно зеркальных поверхностей, какая-то доля света в любом случае будет отражена. По мере взаимодействия с поверхностями, волна теряет интенсивность и постепенно затухает. Все эти процессы реализованы в Maxwell Render.

В физическую модель освещения включены также физически корректные источники света. Так, например, цвет источника света может быть задан не только (и не столько) значением каналов RGB, но преимущественно температурой источника света или длиной волны. Ближайший аналог этого подхода — фотометрические источники света в 3ds max.

Также в системе реализована реалистичная окружающая среда (Environment), что позволяет получить освещение, соответствующее реальному освещению от неба и Солнца. Эта модель воспроизводит все характерные для небосвода суточные и погодные изменения. Например, ближе к закату преобладающими в спектре становятся красно-оранжевые лучи.

Также возможно использование простой (Simple) модели естественного освещения, которая воспроизводит свет неба в пасмурную погоду. Несмотря на наличие аналогов в других системах визуализации, данные источники света являются физически корректными и освещение от них рассчитывается по соответствующим законам.

Благодаря такой модели освещения удается избежать артефактов и т. н. «фотонных ловушек», которые имеют место в случае нефизических визуализаторов.

Физическая модель поверхности

В Maxwell Render поверхность определяет только характер взаимодействия с ней потока света (как и происходит в реальном мире). Например, цвет поверхности определяется только отраженными от неё лучами. Любые характеристики внешнего вида (глянцевитость, степень отражения, прозрачность, мутность и т. д.) определяются только свойствами материала.

Такой подход избавляет пользователя от тонкой настройки множества параметров материала — с одной стороны. С другой — требует принять иную парадигму создания материалов объекта. В частности, цвет поверхности — это цвет отраженного света. Для поверхности определены два параметра, отвечающие за цвет — цвет при наклоне 90 градусов к линии взгляда, и цвет при наклоне 0 градусов к линии взгляда. Это необходимо для того, чтобы корректно рассчитывать глянцевитые и отражающие поверхности, у которых видимый цвет меняется в зависимости от угла наклона к линии взгляда.

Вторым важным аспектом является работа в единицах СИ. Так, например, прозрачность материала измеряется не в относительных единицах типа Opacity или Transparency, а определяется способностью материала поглощать свет. Поэтому степень прозрачности определена, как максимальная глубина проникновения света внутрь поверхности (при толщине объекта, большей этого значения, объект будет непрозрачен или не полностью прозрачен).

Также физическая модель поверхности позволила реализовать реалистичное воспроизведение эффекта внутриповерхностного рассеивания (SubSurface Scattering), степень которого также определена через физические характеристики поверхности.

Ещё одним аспектом применения физической модели поверхности является возможность создать источник света из любого геометрического объекта. Это не потребует от пользователя регулировать не всегда однозначные параметры подобных источников света в других системах визуализации. В случае Maxwell Render достаточно отрегулировать температуру поверхности источника света (температуру источника света) и степень светоотдачи (efficacy). Также можно задать мощность источника света в Ваттах.

Физическая модель камеры

В Maxwell Render реализована также физически корректная модель съемочной камеры, для которой определены все те же параметры, что и для реальной камеры: контроль экспозиции, глубины резкости, чувствительности пленки, фокусного расстояния, формы и состояния диафрагмы. Все это позволяет работать с виртуальной камерой также, как с реальной. При этом параметры камеры можно регулировать уже в процессе визуализации.

Прочие возможности

Также в системе реализованы следующие возможности: карты смещений (Displacement), которые рассчитываются очень аккуратно, карты рельефа (Bump), внутриповерхностное рассеивание в тонких слоях (Thin SSS), таких как листья, бумага, тонкие пленки и т. д., назначение источнику света параметров распределения на основе файлов IES и EULUMDAT. В качестве типа и формы диафрагмы могут быть также назначены растровые карты.

Поддерживается поканальная визуализация со следующими каналами:

• Альфа-канал
• Канал идентификатора материала
• Канал глубины (Z-Depth)
• Канал тени
• Канал непрозрачности
• Канал идентификатора объекта

Результат визуализации может быть сохранен как HDR изображение.

Совместимость с приложениями 3D-графики

Система Maxwell Render является stand alone визуализатором и имеет средства обмена с наиболее популярными программами трехмерного моделирования.

Программа	Версия	Win32	Win64	Mac OS X	Linux
3ds max	7, 8, 9, 2008, 2009, 2010, 2011	Да	Да	Нет	Нет
Autodesk VIZ	6, 7, 8	Да	Нет	Нет	Нет
Maya	6 7 8 8.5 2008 2011	Да Да Да Да Да	Нет Нет Да Да Да	Нет Да Да Да Да	Нет Нет Нет Нет Да
Lightwave 3D	8.x 9.x	Да Да	Да Да	Нет Да (9.3UB)	Нет Нет
Cinema 4D	R9.6 — R15	Да	Да	Да	Нет
Softimage XSI	6.01, 7.01, 2010, 2011	Да	Да	Нет	Нет
Rhino3D	v4 SR5 v5 WIP	Да Да	Нет Да	Нет Нет	Нет Нет
SolidWorks	2007 (SP3.1) 2008 2009 2010 2011	Да Да Да Да Да	Да Да Да Да Да	Нет Нет Нет Нет Нет	Нет Нет Нет Нет Нет
SketchUp	5, 6, 7, 8	Да	Да	Да	Нет
Form-Z	6.1 и выше 6.7 рекомендуется	Да	Да	Да	Нет
ArchiCAD	9, 10, 11, 12, 13, 14, 15	Да	Да	Да	Нет
Modo	401, 501, 601, 701	Да	Да	Да	Да
Photoshop	CS3, CS4, CS5	Да	Да	Да	Нет
Nuke	5, 6	Да	Да	Да	Да
bonzai3d	2.4, 2.5	Да	Да	Да	Нет

Компоненты Maxwell Render

Программа состоит из трех основных модулей, которые тесно интегрированы друг с другом.

• Maxwell Studio — основной инструмент компоновки сцен для визуализации вне приложений трехмерной графики. Содержит полный набор инструментов для редактирования свойств объектов, источников света, камер, параметров окружающей среды. Сохраняет сцены в собственный формат *.mxs. Также в этом формате могут быть сохранены сцены в редакторах трехмерной графики. Для последующего открытия в Maxwell Studio сохранение в MXS необходимо.
• Maxwell Render — собственно среда визуализации, которая предоставляет пользователю возможность наблюдать и контролировать процесса визуализации сцены. Работает со сценами в формате MXS. Может быть запущен из внешнего приложения (при этом происходит скрытое сохранение визуализируемой сцены в формат MXS).
• Material Editor — редактор материалов. Редактор тесно интегрируется в большинство внешних приложений, предоставляя свой инструментарий непосредственно в среде создания сцены. Содержит все необходимые инструменты для редактирования свойств поверхности объектов, предпросмотра результата (в качестве образцов предлагается множество объектов-болванок) и сохранения результата в формат MXM (формат файлов материалов Maxwell Render).

Также вместе с основными компонентами поставляются инструменты для организации и контроля сетевой визуализации.

Критика

Несмотря на многочисленные преимущества, которые дает физическая парадигма, время, необходимое для получения качественного результата, обычно во много раз превышает аналогичный показатель для нефизических систем визуализаци. Поэтому для работы предпочтительно использовать многоядерные и многопроцессорные конфигурации со значительным объёмом оперативной памяти.

С другой стороны Maxwell Render позволяет сосредоточиться на творческой стороне работы, не прибегая к длительной и весьма трудоемкой настройке параметров освещения, материалов и сопутствующих эффектов. При учитывании всех факторов, которые для Maxwell Render являются естественными (каустика, глобальное освещение, рассеивание, интерференция и пр.) время качественной визуализации для нефизических систем значительно повышается.

Многие функции (например, MultiLight) не имеют аналогов в других системах визуализаци.

Ссылки

• [www.maxwellrender.com/ Официальный сайт производителя]
• [www.red-soft.ru/ Сайт официального дистрибьютора в России]
• [www.maxwellrender.com/gallery/gallery.php Галерея работ на сайте Maxwell Render]

См. также

• Indigo Renderer — Коммерческий беспристрастный (unbiased) визуализатор.
• Kerkythea — Бесплатный беспристрастный (unbiased) визуализатор.
• LuxRender — Беспристрастный, бесплатный визуализатор (unbiased) с открытым исходным кодом.
• Рендеринг.

Отрывок, характеризующий Maxwell Render

За движением народов с запада на восток должно было последовать движение народов с востока на запад, и для этой новой войны нужен был новый деятель, имеющий другие, чем Кутузов, свойства, взгляды, движимый другими побуждениями.
Александр Первый для движения народов с востока на запад и для восстановления границ народов был так же необходим, как необходим был Кутузов для спасения и славы России.
Кутузов не понимал того, что значило Европа, равновесие, Наполеон. Он не мог понимать этого. Представителю русского народа, после того как враг был уничтожен, Россия освобождена и поставлена на высшую степень своей славы, русскому человеку, как русскому, делать больше было нечего. Представителю народной войны ничего не оставалось, кроме смерти. И он умер.


Пьер, как это большею частью бывает, почувствовал всю тяжесть физических лишений и напряжений, испытанных в плену, только тогда, когда эти напряжения и лишения кончились. После своего освобождения из плена он приехал в Орел и на третий день своего приезда, в то время как он собрался в Киев, заболел и пролежал больным в Орле три месяца; с ним сделалась, как говорили доктора, желчная горячка. Несмотря на то, что доктора лечили его, пускали кровь и давали пить лекарства, он все таки выздоровел.
Все, что было с Пьером со времени освобождения и до болезни, не оставило в нем почти никакого впечатления. Он помнил только серую, мрачную, то дождливую, то снежную погоду, внутреннюю физическую тоску, боль в ногах, в боку; помнил общее впечатление несчастий, страданий людей; помнил тревожившее его любопытство офицеров, генералов, расспрашивавших его, свои хлопоты о том, чтобы найти экипаж и лошадей, и, главное, помнил свою неспособность мысли и чувства в то время. В день своего освобождения он видел труп Пети Ростова. В тот же день он узнал, что князь Андрей был жив более месяца после Бородинского сражения и только недавно умер в Ярославле, в доме Ростовых. И в тот же день Денисов, сообщивший эту новость Пьеру, между разговором упомянул о смерти Элен, предполагая, что Пьеру это уже давно известно. Все это Пьеру казалось тогда только странно. Он чувствовал, что не может понять значения всех этих известий. Он тогда торопился только поскорее, поскорее уехать из этих мест, где люди убивали друг друга, в какое нибудь тихое убежище и там опомниться, отдохнуть и обдумать все то странное и новое, что он узнал за это время. Но как только он приехал в Орел, он заболел. Проснувшись от своей болезни, Пьер увидал вокруг себя своих двух людей, приехавших из Москвы, – Терентия и Ваську, и старшую княжну, которая, живя в Ельце, в имении Пьера, и узнав о его освобождении и болезни, приехала к нему, чтобы ходить за ним.
Во время своего выздоровления Пьер только понемногу отвыкал от сделавшихся привычными ему впечатлений последних месяцев и привыкал к тому, что его никто никуда не погонит завтра, что теплую постель его никто не отнимет и что у него наверное будет обед, и чай, и ужин. Но во сне он еще долго видел себя все в тех же условиях плена. Так же понемногу Пьер понимал те новости, которые он узнал после своего выхода из плена: смерть князя Андрея, смерть жены, уничтожение французов.
Радостное чувство свободы – той полной, неотъемлемой, присущей человеку свободы, сознание которой он в первый раз испытал на первом привале, при выходе из Москвы, наполняло душу Пьера во время его выздоровления. Он удивлялся тому, что эта внутренняя свобода, независимая от внешних обстоятельств, теперь как будто с излишком, с роскошью обставлялась и внешней свободой. Он был один в чужом городе, без знакомых. Никто от него ничего не требовал; никуда его не посылали. Все, что ему хотелось, было у него; вечно мучившей его прежде мысли о жене больше не было, так как и ее уже не было.
– Ах, как хорошо! Как славно! – говорил он себе, когда ему подвигали чисто накрытый стол с душистым бульоном, или когда он на ночь ложился на мягкую чистую постель, или когда ему вспоминалось, что жены и французов нет больше. – Ах, как хорошо, как славно! – И по старой привычке он делал себе вопрос: ну, а потом что? что я буду делать? И тотчас же он отвечал себе: ничего. Буду жить. Ах, как славно!
То самое, чем он прежде мучился, чего он искал постоянно, цели жизни, теперь для него не существовало. Эта искомая цель жизни теперь не случайно не существовала для него только в настоящую минуту, но он чувствовал, что ее нет и не может быть. И это то отсутствие цели давало ему то полное, радостное сознание свободы, которое в это время составляло его счастие.
Он не мог иметь цели, потому что он теперь имел веру, – не веру в какие нибудь правила, или слова, или мысли, но веру в живого, всегда ощущаемого бога. Прежде он искал его в целях, которые он ставил себе. Это искание цели было только искание бога; и вдруг он узнал в своем плену не словами, не рассуждениями, но непосредственным чувством то, что ему давно уж говорила нянюшка: что бог вот он, тут, везде. Он в плену узнал, что бог в Каратаеве более велик, бесконечен и непостижим, чем в признаваемом масонами Архитектоне вселенной. Он испытывал чувство человека, нашедшего искомое у себя под ногами, тогда как он напрягал зрение, глядя далеко от себя. Он всю жизнь свою смотрел туда куда то, поверх голов окружающих людей, а надо было не напрягать глаз, а только смотреть перед собой.
Он не умел видеть прежде великого, непостижимого и бесконечного ни в чем. Он только чувствовал, что оно должно быть где то, и искал его. Во всем близком, понятном он видел одно ограниченное, мелкое, житейское, бессмысленное. Он вооружался умственной зрительной трубой и смотрел в даль, туда, где это мелкое, житейское, скрываясь в тумане дали, казалось ему великим и бесконечным оттого только, что оно было неясно видимо. Таким ему представлялась европейская жизнь, политика, масонство, философия, филантропия. Но и тогда, в те минуты, которые он считал своей слабостью, ум его проникал и в эту даль, и там он видел то же мелкое, житейское, бессмысленное. Теперь же он выучился видеть великое, вечное и бесконечное во всем, и потому естественно, чтобы видеть его, чтобы наслаждаться его созерцанием, он бросил трубу, в которую смотрел до сих пор через головы людей, и радостно созерцал вокруг себя вечно изменяющуюся, вечно великую, непостижимую и бесконечную жизнь. И чем ближе он смотрел, тем больше он был спокоен и счастлив. Прежде разрушавший все его умственные постройки страшный вопрос: зачем? теперь для него не существовал. Теперь на этот вопрос – зачем? в душе его всегда готов был простой ответ: затем, что есть бог, тот бог, без воли которого не спадет волос с головы человека.


Пьер почти не изменился в своих внешних приемах. На вид он был точно таким же, каким он был прежде. Так же, как и прежде, он был рассеян и казался занятым не тем, что было перед глазами, а чем то своим, особенным. Разница между прежним и теперешним его состоянием состояла в том, что прежде, когда он забывал то, что было перед ним, то, что ему говорили, он, страдальчески сморщивши лоб, как будто пытался и не мог разглядеть чего то, далеко отстоящего от него. Теперь он так же забывал то, что ему говорили, и то, что было перед ним; но теперь с чуть заметной, как будто насмешливой, улыбкой он всматривался в то самое, что было перед ним, вслушивался в то, что ему говорили, хотя очевидно видел и слышал что то совсем другое. Прежде он казался хотя и добрым человеком, но несчастным; и потому невольно люди отдалялись от него. Теперь улыбка радости жизни постоянно играла около его рта, и в глазах его светилось участие к людям – вопрос: довольны ли они так же, как и он? И людям приятно было в его присутствии.
Прежде он много говорил, горячился, когда говорил, и мало слушал; теперь он редко увлекался разговором и умел слушать так, что люди охотно высказывали ему свои самые задушевные тайны.
Княжна, никогда не любившая Пьера и питавшая к нему особенно враждебное чувство с тех пор, как после смерти старого графа она чувствовала себя обязанной Пьеру, к досаде и удивлению своему, после короткого пребывания в Орле, куда она приехала с намерением доказать Пьеру, что, несмотря на его неблагодарность, она считает своим долгом ходить за ним, княжна скоро почувствовала, что она его любит. Пьер ничем не заискивал расположения княжны. Он только с любопытством рассматривал ее. Прежде княжна чувствовала, что в его взгляде на нее были равнодушие и насмешка, и она, как и перед другими людьми, сжималась перед ним и выставляла только свою боевую сторону жизни; теперь, напротив, она чувствовала, что он как будто докапывался до самых задушевных сторон ее жизни; и она сначала с недоверием, а потом с благодарностью выказывала ему затаенные добрые стороны своего характера.
Самый хитрый человек не мог бы искуснее вкрасться в доверие княжны, вызывая ее воспоминания лучшего времени молодости и выказывая к ним сочувствие. А между тем вся хитрость Пьера состояла только в том, что он искал своего удовольствия, вызывая в озлобленной, cyхой и по своему гордой княжне человеческие чувства.
– Да, он очень, очень добрый человек, когда находится под влиянием не дурных людей, а таких людей, как я, – говорила себе княжна.
Перемена, происшедшая в Пьере, была замечена по своему и его слугами – Терентием и Васькой. Они находили, что он много попростел. Терентий часто, раздев барина, с сапогами и платьем в руке, пожелав покойной ночи, медлил уходить, ожидая, не вступит ли барин в разговор. И большею частью Пьер останавливал Терентия, замечая, что ему хочется поговорить.