Autodesk Arnold (также известный как просто Arnold ) — это компьютерная программа для рендеринга трехмерных, сгенерированных компьютером сцен с использованием беспристрастных , физически обоснованных методов трассировки пути Монте-Карло . Созданная в Испании Маркосом Фахардо, она позже была совместно разработана его компанией Solid Angle SL (теперь принадлежащей Autodesk ) и Sony Pictures Imageworks .
Arnold — одна из наиболее широко используемых в мире систем фотореалистичного рендеринга в компьютерной графике, особенно в анимации и визуальных эффектах для кино и телевидения .
Первоначально написанный на C99 и постепенно переписанный на C++ , Arnold изначально работает на x86 и процессорах Apple , где он пытается использовать все доступные потоки и полосы SIMD для оптимального параллелизма. С марта 2019 года [1] он поддерживает графические процессоры на базе Nvidia RTX с помощью OptiX .
Его движок трассировки лучей оптимизирован для отправки миллиардов пространственно некогерентных лучей по всей 3D-сцене, состоящей из геометрических примитивов, включая полигоны, сплайны и объемы. Он часто использует несколько уровней диффузного 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 Elysium , он интенсивно использует экземпляр геометрии, что помогает ему визуализировать триллионы видимых полигонов в разумном объеме памяти. Он может визуализировать 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 , широко используя выборку по значимости и другие числовые методы для улучшения качества визуализированных изображений. В течение 2010-х годов его команда публиковала исследования, которые популяризировали использование выборки на основе телесного угла для освещения области в производственном рендеринге, [3] [4] [5] равноугольной выборки для объемного рассеивания, [6] подповерхностного рассеивания с трассировкой лучей, [7] и выборки с дизерингом синего шума. [8]
Маркос Фахардо был главным архитектором Arnold до 2020 года. [9] Начало тому, что сейчас называется Arnold, возникло 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 Arnold) был подогрет в обсуждениях с друзьями, присутствовавшими на конференции.
Ранние версии рендерера Фахардо назывались RenderAPI. Название Arnold появилось, когда один из друзей Фахардо предложил его после того, как высмеял фильм Арнольда Шварценеггера, который они посмотрели в кинотеатре. [9]
В 2004 году Фахардо заключил соглашение о лицензировании и совместной разработке с Sony Pictures Imageworks , что привело к появлению отдельных ветвей для коммерческих и фирменных версий Arnold от Sony. [10] [11] Коммерческая версия была интегрирована с помощью плагинов 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 куплена Autodesk в начале 2016 года. О приобретении было официально объявлено 18 апреля 2016 года. [12] Arnold теперь поставляется в комплекте с Maya и 3ds Max .
4 января 2017 года Академия кинематографических искусств и наук наградила Фахардо наградой за научные и инженерные достижения (плакат Академии) за «творческое видение и оригинальную реализацию Arnold Renderer». [13]
21 октября 2021 года Телевизионная академия наградила Фахардо, а также его коллег Аланом Кингом и Тиаго Изе, статуэткой «Эмми» за разработку Arnold Global Illumination Rendering System. [14]
1 декабря 2023 года в рамках первой премии CVMP Technical Awards Фахардо получил премию CVMP Implementation Award for Arnold, «для лиц, которые провели академическое исследование, а затем своевременно разработали инструмент, который реализует это исследование новым способом» [15] .
Известные художественные фильмы, в которых снимался Арнольд, включают «Дом-монстр» , «Облачно, возможны осадки в виде фрикаделек» , «Алиса в стране чудес» , «Тор» , «Капитан Америка» , «Люди Икс: Первый класс» , «Мстители » , «Космический пират Капитан Харлок» , «Элизиум» , «Тихоокеанский рубеж» , «Гравитация» , «Стражи Галактики» , «Звёздные войны: Пробуждение силы» , «Прибытие» и «Бегущий по лезвию 2049» . [9]
Известные телесериалы включают «Игру престолов» , «Мир Дикого Запада» , «Охотники на троллей» , «ЛЮБОВЬ , СМЕРТЬ + РОБОТЫ» , «Основание » , «Мандалорец » , «Монарх: Наследие монстров » и «Проблема трех тел» .