外部光线跟踪渲染器

中国科技论文在线

CUDA光线跟踪渲染器的实现和优化

黄鑫，戴志涛5 （北京邮电大学计算机学院体系结构中心，北京 100876） 摘要：光线跟踪渲染器能够生成非常接近于现实的图像，然而由于其庞大的计算量，在个人电脑的实时渲染领域应用非常有限。 NVIDIA推出的CUDA平台使得在个人电脑上基于NVIDIA的GPU进行大规模并行计算成为可能。由于光线跟踪算法具有很高的并行特征，本文对传统的光线跟踪渲染器在CUDA上的实现进行了探索，给出了一种完全在GPU端运行的面向对象的实现方案，并对其在CUDA平台上的运行性能进行了优化。

关键词：计算机图形学；光线跟踪；CUDA；面向对象；内存对齐访问

中图分类号：TP391.9

10

15 The Implementation and Optimization of a CUDA-based Ray Tracing Renderer

Huang Xin, Dai Zhitao

(Architecture Center, Computer Science School, Beijing University of Posts and

Telecommunications, Beijing 100876)

Abstract:

中国科技论文在线

CUDA光线跟踪渲染器的实现和优化

黄鑫，戴志涛5 （北京邮电大学计算机学院体系结构中心，北京 100876） 摘要：光线跟踪渲染器能够生成非常接近于现实的图像，然而由于其庞大的计算量，在个人电脑的实时渲染领域应用非常有限。 NVIDIA推出的CUDA平台使得在个人电脑上基于NVIDIA的GPU进行大规模并行计算成为可能。由于光线跟踪算法具有很高的并行特征，本文对传统的光线跟踪渲染器在CUDA上的实现进行了探索，给出了一种完全在GPU端运行的面向对象的实现方案，并对其在CUDA平台上的运行性能进行了优化。

关键词：计算机图形学；光线跟踪；CUDA；面向对象；内存对齐访问

中图分类号：TP391.9

10

15 The Implementation and Optimization of a CUDA-based Ray Tracing Renderer

Huang Xin, Dai Zhitao

(Architecture Center, Computer Science School, Beijing University of Posts and

Telecommunications, Beijing 100876)

Abstract:

VRP室外实例教程(光线追踪渲染器版)

本章包括

CAD图的整理

室外模型的制作方法与技巧 室外材质的编辑方法与技巧 室外灯光的设置方法与技巧 室外渲染器的应用 烘焙、导出、合并场景 贴图优化

VRP编辑器里的材质修改与编辑 添加天空盒 添加太阳光晕 添加雾效 创建相机动画 设置相机碰撞 添加背景音乐 二维界面设计 交互制作

设置运行窗口与运行预览 存储

编译独立执行Exe文件

CAD图的整理

室外建模的工作量比室内要大很多，并且还有一个很重要的前提就是要能看懂各种CAD图纸，看到图纸就能在大脑里形成一个楼体的大概轮廓，具备这些能力之后就能很熟练地继续以下操作了。室外的VR制作流程跟室内的基本一致，也是先要根据标准的CAD图纸来创建标准的模型，然后再进行材质、灯光、烘焙等操作流程以得到一个漂亮的EXE演示DEMO。 操作步骤如下：

（1） 室外CAD图比室内要复杂的多，在看图时，需要通过图纸上的文字标注或符号来判断哪个是东、南、西、北几个立面，并且还需要明确每个面与面之间的前后关系。如下图所示：

1

（2） 将每个部分独立出来，如：框选“一层平面”，然后按键盘上Ctrl+C组合键对框选的物体进行拷贝，按键盘上的Ctrl+N组合键新建一个空白

详尽的讲解VRAY的各项参数的意义和使用方法

关于vray

vray教材摘录

1. 关于图幅问题及其他首先要理解的问题

　再没有使用vray之前，我们首先建立两个概念.
1. vray的参数设置与渲染出图的图幅大小相关．同样的参数，对于一般抗锯齿AA,　texture
AA来说, 图幅越大精度越低对于GI计算结果来说，图幅越大精度越高.
viz4, insight GI计算的精度, texture AA的精度与图幅无关, 同样的参数, 3200x2400与320x240的精度是一样的, 同样的参数，对于一般抗锯齿AA,　texture AA来说, 图幅越大精度越低

换句话说, 对于大图幅出图, 相对于小图幅, 需要有较高的 抗AA值, 和较低的GI参数
2. vray的GI计算速度并不快, 它的 AA计算速度反而较fr viz4慢, 但是它有以下两个
优点
a. Vray材质表现优秀,计算 raytrace 焦散速度较快, 效果很好
b. vray GI调试参数比较简单, 我们可以很方便的追求速度和质量
vray的GI计算结果是慢馒逼近精确的.
Vray GI计算时对建模没有要求,对建模的面数也没有要求 不会出现阴影灯光漏, 有锯齿边等等的问题,

第十六部分 V-ray渲染器详解 一、启用V-ray渲染器

打开3DsMAX——【F10】——Common（公用）——Assign Renderer（指定渲染器）——Production（产品级）——V-Ray adv——Material Editor（材质编辑器）——V-Rayadv——Save as Defaults（保存为默认设置） 二、启用V-ray帧缓存渲染窗口

打开3ds Max—— F10 ——V-Ray卷展栏（VR_基项）——V-Ray：：Frame buffer（V-Ray：：帧缓存）——Output resolution（输出分辨率）——取消勾选Get resolution from MAX（从MAX获取分辨率）——关闭窗口—— F9 打开V-ray帧缓存渲染窗口 V-Ray frame buffer渲染窗口（V-Ray帧缓存渲染窗口） 【上侧按钮】

1.---- （选择显示通道）

2.Switch to RGB channel（切换到RGB通道） 说明：选择将当前图像切换为RGB通道图像 3.View red channel（查看红色通道） 说明：观察红色通道

4.View green channel（查看绿色通道） 说

详尽的讲解VRAY的各项参数的意义和使用方法

关于vray

vray教材摘录

1. 关于图幅问题及其他首先要理解的问题

　再没有使用vray之前，我们首先建立两个概念.
1. vray的参数设置与渲染出图的图幅大小相关．同样的参数，对于一般抗锯齿AA,　texture
AA来说, 图幅越大精度越低对于GI计算结果来说，图幅越大精度越高.
viz4, insight GI计算的精度, texture AA的精度与图幅无关, 同样的参数, 3200x2400与320x240的精度是一样的, 同样的参数，对于一般抗锯齿AA,　texture AA来说, 图幅越大精度越低

换句话说, 对于大图幅出图, 相对于小图幅, 需要有较高的 抗AA值, 和较低的GI参数
2. vray的GI计算速度并不快, 它的 AA计算速度反而较fr viz4慢, 但是它有以下两个
优点
a. Vray材质表现优秀,计算 raytrace 焦散速度较快, 效果很好
b. vray GI调试参数比较简单, 我们可以很方便的追求速度和质量
vray的GI计算结果是慢馒逼近精确的.
Vray GI计算时对建模没有要求,对建模的面数也没有要求 不会出现阴影灯光漏, 有锯齿边等等的问题,

第十六部分 V-ray渲染器详解 一、启用V-ray渲染器

打开3DsMAX——【F10】——Common（公用）——Assign Renderer（指定渲染器）——Production（产品级）——V-Ray adv——Material Editor（材质编辑器）——V-Rayadv——Save as Defaults（保存为默认设置） 二、启用V-ray帧缓存渲染窗口

打开3ds Max—— F10 ——V-Ray卷展栏（VR_基项）——V-Ray：：Frame buffer（V-Ray：：帧缓存）——Output resolution（输出分辨率）——取消勾选Get resolution from MAX（从MAX获取分辨率）——关闭窗口—— F9 打开V-ray帧缓存渲染窗口 V-Ray frame buffer渲染窗口（V-Ray帧缓存渲染窗口） 【上侧按钮】

1.---- （选择显示通道）

2.Switch to RGB channel（切换到RGB通道） 说明：选择将当前图像切换为RGB通道图像 3.View red channel（查看红色通道） 说明：观察红色通道

4.View green channel（查看绿色通道） 说

火星时代(www.hxsd.com)-中国移动互联网设计高端品牌!

Maya教程：海龟渲染器(for maya)渲染烘焙流程

火星时代为大家带来海龟渲染器渲染烘焙教程，海龟渲染器专为Maya而生，在

Maya2013、2014、2015版本中得以集成，Maya有了自己的光能传递属性的渲染器。下面就来为大家讲解海龟渲染器渲染烘焙流程。

说到海龟渲染器，其实最强大的地方不在于渲染，而是它能将渲染的结果很好的烘焙成贴图的方式贴回到场景的模型中，这样就可以去掉光照完全的以模型贴图的形式快速的在场景中进行交互，这也是许多游戏的解决方案。

首先看一下要想把你所渲染的结果烘焙成贴图需要注意到的地方：

1.你的场景里最好使用Maya自身的Lambert、Blinn等基础shader，除非有特殊的用途，例如场景中要有3s效果的皮肤类型的物体，否则最好只用Lambert、Blinn等基础shader，这样便于烘焙管理，也就是说不用考虑烘焙的结果能不能实现。

2.如果场景中必须用到皮肤材质等需要3s效果的，可以使用海龟自带的ilrBssrdfShader，如下图：

3.海龟渲染器兼容Maya大部分的shader和程序纹理，但是体积光，glo

如果你是生手,它将让你最快时间掌握渲染和材质参数,如果你是高手,它让你用最快时间渲染出更高质量的设置秘笈,从此不用频繁百度搜索一个个不懂的英文或含义。摘自中国**大学出版社。

V-Ray常用参数详解

发表时间：2010-5-20

前言：本文是我在学习VRAY中根据各种书面教程和视频教程总结的内容包括材质、灯光、渲染等，参考了VR帮助、黑石教程和印象教程，尽量把各类参数的具体设置做了补充，以供以后巩固理解。

一、帧缓冲器

解析:

1、启用内置帧缓冲器。勾选将使用VR渲染器内置的内置帧缓冲器，VR渲染器不会渲染任何数据到max自身的帧缓存窗口，而且减少占用系统内存。不勾选就使用max自身的帧帧缓冲器。

2、显示上一次VFB： 显示上次渲染的VFB窗口，点击按钮就会显示上次渲染的VFB窗口。

3、渲染到内存帧缓冲器。勾选的时候将创建VR的帧缓存，并使用它来存储颜色数据以便在渲染时或者渲染后观察。如果需要渲染高分辨率的图像时,建议使用渲染到V-Ray图像文件，以节省内存

4、从MAX获得分辨率：勾选时VR将使用设置的3ds max的分辨率。

5、渲染到V-Ray图像文件:渲染到VR图像文件。类似于3ds max的渲染图像输出。不会在内存中保留任何数据。为了观察系统是如何

值得珍藏

3dmax-vray渲染流程的方法

一、建模方法与注意事项

1、四方体空间或多边型空间，先用CAD画出平面，吊顶图，立面图。

进入3D，导出CAD，将CAD图绝对坐标设为：0，0，0用直线绘制线条,然后挤出室内高度，将体转为可编辑多边形。然后在此几何体上进行以面为主开门，开窗等，

2、顶有花式就以顶的面推出造型，再将下部做出地坪， 3、关键的容量忽视的：

A、不管怎样开门......做吊顶......都要把几个分出的面当着一个整体空间，不要随

地左右移动.否则会造成漏光。

B、由于开洞......会在面上产生多余的线尽量不要删除,会造成墙面不平有折光和漏

光.如室内空间模型能做好,就完成了建模工程了。 二、室内渲染表现与出图流程 1、测试阶段

2、出图阶段

三、Vray渲染器的设定与参数解释 1、打开渲染器 F10

或2、调用方法。

3、公共参数设定

宽度、高度设定为1，不勾选渲染帧窗口。

值得珍藏

4、帧绶冲区

勾选启用内置帧绶冲区，不勾选从MAX获分辨率。 5、全局开关 (在设置时对场景中全部对像起作用

)

①置换：指置换命令是否使用。

②灯光：指是否使用场景是的灯光。

③默认灯光：指场景中默认的两个灯光，使用时必须开闭。 ④隐藏灯光：场景中被隐藏的灯光是否使