Autodesk Arnold (также известный как просто Arnold ) — это компьютерная программа для рендеринга трехмерных, сгенерированных компьютером сцен с использованием объективных , физически обоснованных методов трассировки пути Монте-Карло . Созданный в Испании Маркосом Фахардо, позже он был разработан совместно его компанией Solid Angle SL (сейчас принадлежит Autodesk ) и Sony Pictures Imageworks .
Arnold — одна из наиболее широко используемых систем фотореалистичного рендеринга в компьютерной графике во всем мире, особенно в анимации и визуальных эффектах для кино и телевидения .
Первоначально написанный на C99 и постепенно переписанный на C++ , Arnold изначально работает на процессорах x86 и Apple , где он пытается использовать все доступные потоки и каналы SIMD для оптимального параллелизма. С марта 2019 года [1] он поддерживает графические процессоры на базе Nvidia RTX посредством использования OptiX .
Его механизм трассировки лучей оптимизирован для отправки миллиардов пространственно некогерентных лучей по трехмерной сцене, состоящей из геометрических примитивов, включая многоугольники, сплайны и объемы. Он часто использует несколько уровней рассеянного и зеркального взаимного отражения, чтобы свет мог отражаться от стены или другого объекта и косвенно освещать объект. Для сложных сцен, таких как космическая станция в «Элизиуме» , он интенсивно использует создание экземпляров геометрии, что помогает визуализировать триллионы видимых полигонов в разумном объеме памяти. Он может отображать большое количество текстурных карт высокого разрешения благодаря эффективной интеграции библиотеки OpenImageIO . Он имеет полностью программируемый API и использует шейдеры , написанные на C++ или Open Shading Language, для определения материалов и текстур. [2]
Arnold основан на алгоритме трассировки пути Монте-Карло , в котором широко используются выборка по важности и другие числовые методы для улучшения качества визуализируемых изображений. На протяжении 2010-х годов его команда публиковала исследования, которые популяризировали использование выборки пространственного освещения на основе телесных углов при производственном рендеринге, [3] [4] [5] равноугольной выборки для объемного рассеяния, [6] суб-трассировки лучей. поверхностное рассеяние, [7] и выборка с подмешиванием синего шума. [8]
Маркос Фахардо был главным архитектором Arnold до 2020 года. [9] Истоки того, что сейчас называется Arnold, зародились в 1997 году, когда Фахардо решил написать свой собственный рендерер. В том же году он посетил SIGGRAPH , где его интерес к стохастической трассировке лучей (основополагающая часть технологии рендеринга Арнольда) проявился в дискуссиях с друзьями, присутствовавшими на конференции.
Ранние версии средства рендеринга Фахардо назывались RenderAPI. Имя «Арнольд» появилось, когда один из друзей Фахардо предложил его после того, как высмеял фильм Арнольда Шварценеггера, который они видели в кинотеатре. [9]
В 2004 году Фахардо заключил соглашение о лицензировании и совместной разработке с Sony Pictures Imageworks , в результате чего были созданы отдельные филиалы для коммерческих и собственных версий Arnold. [10] [11] Коммерческая версия была интегрирована через плагины в несколько пакетов DCC, включая Softimage, Maya, Katana, Cinema4D и Houdini.
Solid Angle SL, компания, стоящая за Arnold, была основана в 2009 году в Мадриде и приобретена Autodesk в начале 2016 года. Официально о приобретении было объявлено 18 апреля 2016 года. [12] Теперь Arnold поставляется в комплекте с Maya и 3ds Max .
4 января 2017 года Академия кинематографических искусств и наук наградила Фахардо научной и инженерной наградой (таблеткой Академии) за «творческое видение и оригинальную реализацию Arnold Renderer». [13]
21 октября 2021 года Академия телевидения наградила Фахардо вместе с его коллегами Аланом Кингом и Тьяго Изе статуэткой «Инженерная Эмми» за систему рендеринга глобального освещения Arnold. [14]
1 декабря 2023 года в рамках первой церемонии вручения технических наград CVMP Фахардо получил награду за внедрение CVMP для Арнольда «лицам, которые проводили академические исследования, а затем своевременно разработали инструмент, который реализует эти исследования в новый путь». [15]
Известные художественные фильмы, в которых использовался Арнольд, включают «Дом монстров» , «Облачно, возможны фрикадельки» , «Алиса в стране чудес» , «Тор» , «Капитан Америка» , «Люди Икс: Первый класс» , «Мстители» , «Капитан космических пиратов Харлок» , «Элизиум» , «Тихоокеанский рубеж» , «Гравитация» , «Стражи». Галактики , «Звездные войны: Пробуждение силы» , «Прибытие» и «Бегущий по лезвию 2049» . [9]
Известные телесериалы включают «Игра престолов» , «Мир Дикого Запада» , «Охотники на троллей» , «ЛЮБОВЬ СМЕРТЬ + РОБОТЫ », «Основание» , «Мандалорец» , «Монарх: Наследие монстров » и «3 проблемы с телом» .