Hyperion渲染器的優勢是什麼？超能陸戰隊？

01-17

Hyperion渲染器的優勢是什麼？超能陸戰隊的畫面質量確實是相當高啊！這個渲染器的光線追蹤和麥克斯韋爾德光線追蹤是一樣的嗎？

知乎上懂rendering的人太多，就扯點和rendering無關的優勢吧。演算法優越性不談，Hyperion目前的最大優勢是In house，非商業，高度集成於工作室內部流水線。

迪斯尼的人原話是，一旦商業化就必須遷就其他用戶的需求，然而現在只要滿足迪斯尼當前這部作品的需求和studio內部的pipeline就好了，相對開發成本低，開發需求目的明確。

內部軟體的一個主要優勢就是高度集成於系統的pipeline。提一個迪斯尼自己開發的軟體Paint3D，後來TheFoundary買了他們的技術集成到了Mari里。當然迪斯尼目前都還在用自己的Paint3D。迪斯尼內部的貼圖都是用ptex的，paint3d可以很方便地讓藝術人員繪製不同的貼圖圖層，然後在渲染時可以很輕鬆地對shader進行圖層疊加處理。如果試過免費版的renderman就知道要這麼做在renderman里是多麼複雜繁瑣。同理，迪斯尼開發的xgen（記得也是in house version）也是高度集成到Hyperion里的。

高度簡化的製作流程提高的工作效率大概還是比渲染器演算法優化提高速度來的多一些。

至於為什麼要搞Hyperion，據當事人回憶，當時迪斯尼做完冰雪被renderman搞得怨聲載道，一群supervisor一拍腦袋就決定放手干吧。於是就有了Hyperion，只能說迪斯尼不愧家大業大財力雄厚執行力特別高。

renderman的成功在於一切為了pixar，arnold的成功在於一切為了sony，hyperion的成功在於一切為了disney。歸根結底，渲染器成不成得了氣候，還是看有沒有很好地服務於大項目。一般的廣告短片之類的根本不需要自己開發，只有面對那些耗時動輒三四年的長片，才能顯現出差別。

常年潛水，回答的比較散，輕噴。

Hyperion

Hyperion使用的是路徑追蹤（path tracing），嚴格意義上來說是 uni-directional path tracer。

Disney動畫工作室的Brent Burley 在2011年提出想開發一個新的path tracer, 得到了大神Ed Catmull（Disney Animation President 同時也是早期RenderMan的重要開發者）的全力支持。歷時兩年完成了Hyperion。

Hyperion的創新在於對於含有大量geometry的場景（San Fransokyo整個城市有 83,000 座建築, 同時還有大量的街道和樹木）的Path tracing提供了一種新的解決方案。

它與其他方案有兩點不同。一個是渲染器會先把大量相類似的光線分組；另外一點，也是最重要的一點，是只有當光線排好序和分好組之後，Hyperion才做ray hit。Hyperion使內存有限、沒有cache的渲染系統可以handle大模型的GI, irradiance, radiosity 及基於物理的照明。

他們論文里說：

"we sort large, potentially out-of-core ray batches to ensure coherence. Working with large batches is essential to extract coherent ray groups from complex scenes.

Second, we sort ray hits for deferred shading with out-of core textures. For each batch we achieve perfectly coherent shading with sequential texture reads, eliminating the need for a texture cache."

有興趣可以去讀，https://disney-animation.s3.amazonaws.com/uploads/production/publication_asset/70/asset/Sorted_Deferred_Shading_For_Production_Path_Tracing.pdf

Hyperion的這種方式，使系統避免了大量與point clouds、deep shadow map相關的緩存和數據管理。對於其他沒有緩存的渲染器來說，降低ray bounces非常重要，而Hyperion則完美支持複雜的ray bounce。

除了Area lights，Hyperion還支持illuminating volumes和任意形狀的發光幾何體。在Fred這個角色上有應用，如下圖。

Hyperion的SSS演算法還沒有發表出來，但他們在BH6中使用的是他們自己的SSS演算法。下圖是他們的SSS的渲染效果。

Maxwell

關於麥克斯韋爾，你說的應該是Next Limit出的Maxwell渲染器吧？

Maxwell追求的是physically accurate models，以「physically correct」為信條，江湖人稱「Light Simulator」，渲染器領域硬核玩家的感覺，渲染效果嘆為觀止。

Maxwell使用的是Bi-directional path tracing，同時結合了Metropolis Light Transport（MLT），在業內是獨樹一幟的。

Maxwell 渲染器使用帶有emission材質的實實在在的geometry作為光源，而不是傳統3D程序中的抽象光源（distant, point, omni, spotlights）。同時，光源也包含了波長、光強以及各種相關信息。這種方式模擬了現實世界中光線的behavior，因此也帶來了極高的真實感。

而Hyperion 不是光譜渲染器（spectral renderer ），因為BH6用不到。不過，他們說他們對光譜渲染，尤其是「fluorescents, chromatic effects and iridescents」非常感興趣，將會向這方面探索。

Reference

C. Eisenacher, G. Nichols, A. Selle and B. Burley "Sorted deferred shading for production path tracing", Comput. Graph. Forum, vol. 32, no. 4, pp.125 -132 2013

physically correct...

Hyperion渲染器的優勢是什麼？超能陸戰隊 ？

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