Mental Ray in Revit 2009 vs 3ds Max: Deel 1

Verschil in mogelijkheden en snelheid

Door Jean-Pierre van Gastel

De ‘render engine' Mental Ray, ooit ontwikkeld door Mental Images en inmiddels in handen van Nvidia, is al jaren een ‘render engine' in tal van Autodesk-producten. Denk bijvoorbeeld aan AutoCAD Architecture, 3ds Max Design en Maya. Ook in Revit Architecture 2009 maakt Mental Ray inmiddels deel uit van de software en daarmee is de oude Accu Render-oplossing vervangen.

Afbeelding 1.

Toch zijn er in deze diverse softwareproducten grote verschillen terug te vinden op het gebied van renderen met Mental Ray. Nu zijn uiteraard AutoCAD Architecture en Revit Architecture gemaakt om bouwkundig juist te kunnen ontwerpen en zijn 3ds Max (Design) en Maya vooral gemaakt om te renderen. Mental Ray in AutoCAD en Revit Architecture is dus lang niet zo compleet en zo snel als in 3ds Max en Maya het geval is. Dat is direct al te zien wanneer de gebruiker daadwerkelijk gaat renderen in de verschillende softwareproducten. Een scène gerenderd in Revit Architecture en AutoCAD op exact dezelfde hardware neemt gemiddeld meer dan 50% tijd extra in beslag, vergeleken met het renderen van hetzelfde ontwerp in 3ds Max en Maya.

Afbeelding 2.

Daarnaast zijn er nog wat meer beperkingen terug te vinden op het gebied van het aantal processorkernen dat ondersteund wordt in AutoCAD Architecture en Revit Architecture. Hier is erg veel verwarring over en die hoop ik met dit artikel weg te nemen. Mental Ray telt normaal gesproken het aantal ‘Sockets', ofwel processors, ongeacht het aantal kernen dat daar in zit. Zo is een zogenaamde QuadCore-processor slechts één processor die vier taken tegelijk kan doen. Deze taken worden gedaan door het aantal kernen van vier. Tijdens het renderen met AutoCAD ziet de gebruiker dan ook vier zogenaamde ‘Buckets' van Mental Ray die de afbeelding uitrenderen. Bij 3ds Max en Maya gebeurt dit op dezelfde wijze. In Revit Architecture worden de vier kernen wel goed gebruikt, maar is dit niet goed zichtbaar tijdens het renderen omdat er maar één ‘Bucket' wordt getoond. Zodra de gebruiker echter in het Windows taakbeheer kijkt, is er wel degelijk te zien dat alle kernen van de processor gebruikt worden om de afbeelding te berekenen, zie afbeelding 1.

Naast een enkele QuadCore-processor kan de gebruiker uiteraard ook twee QuadCore-processors plaatsen op het ‘mainboard' als dit ondersteund wordt. Hierdoor zijn er totaal acht processorkernen beschikbaar. Echter zal zowel AutoCAD als Revit Architecture hier geen gebruik van kunnen maken. Dat is een zeer grote beperking aangezien dit de rendersnelheid zou verdubbelen. 3ds Max en Maya hebben geen beperkingen op het gebied van het aantal aanwezige processorkernen. Nou ja bij 512 processorkernen houdt het op, en Microsoft Windows kan niet meer dan 256 processorkernen aansturen op dit moment.

Lichtbronnen
Alle eerder genoemde producten hebben uitgebreide mogelijkheden voor het plaatsen van lichtbronnen. AutoCAD (Architecture) heeft overigens wel de minste mogelijkheden. In AutoCAD plaatst de gebruiker lichtbronnen het gemakkelijkst via het ‘Dashboard'. Hierin is er direct een keuze te maken tussen een ‘Point' (punt) lichtbron, een ‘Spot' of een compleet daglichtsysteem. De instellingen die hierbij terug zijn te vinden, zijn tot de werkelijke wereld te herleiden. De kleur van de lamp is weergegeven in kleurtemperatuur in Kelvin, lichtsterkte in Lumen, Candela of gebaseerd op een IES-bestand dat de gebruiker bij de fabrikant van de lamp kan downloaden, zie bijvoorbeeld de link onderaan dit artikel van Erco. De lichtsterkte neemt kwadratisch af over afstand, zoals dat in werkelijkheid ook is, zie afbeelding 2.

Revit Architecture heeft uiteraard dezelfde mogelijkheden op het gebied van lichtbronnen, maar gaat nog een stapje verder. Lichtbronnen in

Afbeelding 3.

Revit Architecture zijn gebaseerd op een ‘Family' die de gebruiker zelf kan aanmaken of uit een ‘Lokaliser' kan halen. Revit Architecture kan gebruik maken van een puntlichtbron, een lijnvormige lichtbron (TL-verlichting), een rechthoekige lichtbron (lichtbak) of een ronde lichtbron. Daarnaast kan de gebruiker apart instellen wat de zogenaamde distributie van het licht gaat doen. Dit kan bolvormig zijn: ‘Sphere', ‘Hemi Spherical' (halve bol), een spot of een ‘Web' waarvoor er weer een IES-bestand geladen kan worden, zie afbeelding 3.

Wat hier overigens wel bij opvalt, is dat de eigenschappen van de lichtbron zoals lichtsterkte zich niet aanpassen na het laden van een IES-bestand. 3ds Max en Maya hebben uiteraard genoeg lichtbronnen beschikbaar met het grote voordeel dat ze heel erg eenvoudig zijn in te stellen, gebaseerd op standaard beschikbare sjablonen en dat ze real-time zichtbaar zijn in de ‘Viewport'. Uiteraard gaan de mogelijkheden in 3ds Max nog veel verder dan in Revit Architecture en AutoCAD vooral op het gebied van schaduwinstellingen, toekennen van allerlei effecten en complete controle over elke instelling die de gebruiker terugvindt.

Het opzetten van een daglichtsysteem gaat in alle producten redelijk vergelijkbaar. Echter de mogelijkheid om de horizon en lucht real-time in beeld te zien is een groot gemis in Revit Architecture, omdat de overige producten deze mogelijkheid wel hebben. Een eigen wolkenlucht plaatsen als achtergrond in zowel AutoCAD als Revit Architecture is helaas niet mogelijk. De meegeleverde luchten in Revit Architecture zijn wel terug te vinden in de folderstructuren in de vorm van EXR-bestanden. Dit is een bestandsformaat, ooit ontwikkeld door Industrial Light and Magic (ILM), dat alle kleurinformatie bevat in het zogenaamde ‘Floating Point', vergelijkbaar met een HDR foto-opname. In 3ds Max en Maya is het wel mogelijk om eigen EXR- of HDR-bestanden te gebruiken als achtergrond voor wolken.

Afbeelding 4.

Renderen
Om het renderen te versnellen in 3ds Max, kan de gebruiker over een netwerk heen renderen. Een afbeelding kan over maximaal acht ‘Sockets' worden verdeeld, zonder dat er extra Mental Ray-licenties benodigd zijn, zie afbeelding 4. Dit wordt het zogenaamde ‘Distributed Bucket'-rendering genoemd. Bij het renderen van een animatie heeft de gebruiker helemaal geen beperkingen en kunnen alle PC's, die zich in het netwerk bevinden, gebruikt worden om te renderen. Bij het renderen in Revit Architecture en AutoCAD staat het gebruik van de zogenaamde ‘Final Gather' standaard actief. Door deze techniek te gebruiken, worden er vanuit de camerapositie extra lichtstralen de scène ‘ingevuurd' waardoor de gehele scène lichter wordt. Deze extra lichtstralen weerkaatsen namelijk in de ruimte, waardoor er indirect licht wordt berekend. Zodra de gebruiker echter de camerapositie aanpast, klopt het indirecte licht niet meer en om die reden wordt dat telkens opnieuw berekend. Dit berekenen lijkt op een soort ‘Mosaic'-beeld waarna de complete render wordt opgebouwd. In 3ds Max en Maya is het mogelijk om deze ‘Final Gather'-informatie te bewaren in een bestand, zodat dit hergebruikt kan worden indien de camerapositie niet wordt aanpast. Als dit wel het geval is, dan kan de ‘Final Gather'-map worden uitgebreid, waardoor er extra lichtinformatie wordt toegevoegd.

In het volgende deel ga ik verder in op de verschillen op het gebied van materialen en ‘Exposure'-technieken.

Jean-Pierre van Gastel jean-pierre.van.gastel@pollux.nl is freelance redacteur voor CAD-Magazine. Voor dit onderwerp zie ook: www.autodesk.nl en www.erco.com.