Blender Cycles Engine

Cycles是Blender中著名的渲染引擎,开源免费。Cycles渲染器是基于物理算法的电影级别渲染器,正在被越来越多的好莱坞电影公司以及工作是作为首席渲染器使用,比如:基于C4D平台的Cycles 4D渲染。与传统用于CG动画的Scanline(线扫描)渲染器(Renderman)不同,Cycles是照片级基于物理真实还原的渲染引擎,采用的是Pach-Tracer路径追踪算法。Arnold渲染器就是基于商业 CG 软件开发的 Cycles,在这方面,Blender已经早早的走在了前面。


  • Pach-Tracer无偏路径跟踪渲染算法
  • 多核CPU加速渲染
  • GPU渲染支持:NVIDIA CUDA和AMD OpenCL
  • 多GPU支持
  •  CPU与GPU 混合加速渲染内核

本文中使用的作品均为 blender Cycles 渲染

Brecht → Cycles

Cycles作者名叫Brecht· Van·Lommel(布莱希特)。早先是blender的开发人员,后来在新西兰的Refractive Software公司开发基于GPU渲染的Octane Render,不过又回到了blender基金,并着手开发了Blender Cycles渲染器,开发很快吸引了众多软件开发人员的加入。Brecht依旧一线负责Cycles Roadmap(开发路径)的具体开发工作。通过 Blender 官方的开源电影项目不断的验证 Cycles 的渲染能力,不断的提升渲染的速度,2017年发布的 Blender 2.79增加的去燥功能正式宣布,Blender Cycles 渲染器步入了电影级渲染器的行列。随着而来的Blender 2.8版本,Cycles更将迎来巨大的飞跃,200%的提速,CPU+GPU 混合加速,亲测速度爆棚,实时渲染时代的布局正式完成。

真实:实时PBR渲染系统

PBR:Physically Based Rendering,基于物理的渲染。在不同程度上都基于与现实世界的物理原理更相符的基本理论所构成的渲染技术的集合。正因为基于物理的渲染目的便是为了使用一种更符合物理学规律的方式来模拟光线,因此这种渲染方式与我们原来的Phong或者Blinn-Phong光照算法相比总体上看起来要更真实一些。除了看起来更好些以外,由于它与物理性质非常接近,因此我们(尤其是美术师们)可以直接以物理参数为依据来编写表面材质,而不必依靠粗劣的修改与调整来让光照效果看上去正常。使用基于物理参数的方法来编写材质还有一个更大的好处,就是不论光照条件如何,这些材质看上去都会是正确的,而在非PBR的渲染管线当中有些东西就不会那么真实了。当然基于 PBR 的材质渲染系统正在逐步的向游戏、影视等方向深入。

互通:节点材质编辑系统

Cycles作为原生内置Blender的强大渲染器,当然支持Blender原生的节点编辑系统,这对于材质的编辑逻辑管理很有帮助,也更有秩序。节点编辑可延伸到Blender的各个模块,包括后续合并到主干的Animation Nodes等,都将采用基于节点的操作方式。理论上来讲 Cycles 的 Node 节点编辑支持无上限的节点,可以任意组合搭配出你自己的材质,才可以成组自由编辑搞搞基的材质,随时调用。随着而来的2.8版本,Cycles 的材质节点将会与 EEVEE 引擎互通,这意味着无论是制作游戏还是创作电影,只需要一次材质的编辑即可实现多端输出,这将会是巨大的进步,也会成为全新的行业标准。目前 C4D 平台最火爆的渲染器莫过于 Cycles 4D 了,但是大家要知道,早在 N 年前,blender 这款开源免费的软件已经完全内置了 Cycles 渲染了,实时渲染已经走了很久。

效率:视图实时渲染

从3ds Max 的 Iray、Vray-RT,到如今流行的Arnold渲染器,实时渲染时代已经成为了 CG 软件的底层技术,这意味着所有的软件开发视窗可视化都会趋向于实时渲染。这个优势无需多言,就此而言,Cycles 一直像一个武林高手一样,隐居山林间不断的修炼,很高兴饼干见证了 Cycles 的发展,就实时渲染方面,Cycles 已经不再低调,无论从质量、效率、前景都是名列前茅的。但可喜可贺的是,基于 Cycles 的底层代码所推进的全新生态系统已经逐步的开始显露出巨大的威力。比如:完全基于  Cycles 系统打造的 Armory Engine(军械库游戏引擎),效果上不输与 UE4,但是在集成度上却大大的优于虚幻引擎,效率上更是无话可说。正当你为拥有Arnold、Cycles4D 沾沾自喜的时候,Blender 基于 Cycles 底层代码已经完成了全新的升级,Cycles面向高质量的电影,EEVEE面向基于 PBR 的游戏,可以说实时渲染 Blender 已经做到了极致。随着皮克斯、迪士尼、AMD、Google 等大型企业对 blender 加盟与帮助,Blender 的发展速度会超出大家的想象。

极速:CPU+GPU混合加速

Cycles基于CPU+GPU的混合加速将会带来极速的电影级渲染体验,实时渲染大家思考的基础大致基于游戏引擎,但这样的思维具有很大的局限性,对于 Cycles 而言,出生的那一刻开始并不是为了游戏服务的,而是电影。提起实时渲染大家理所当然的认为调用的是 GPU 渲染,这种偏见是因为还不够了解它,现在还来得及。最新版本将会带来CPU+GPU的混合加速,这种混合加速渲染应该来说还没有出现过,这是一个巨大的革命,原本一帧渲染需要30分钟的图现在只需要10分钟甚至更少。如果您的硬件足够好那换来的就是更少的渲染时间。你能想象吗?原本需要几十台服务器连在一起还需要渲染数小时的场景,借助于Cycles只需要一台工作站就能渲染电影?

标准:重新制定行业标准

可怕的不是现有的行业标准,真正可怕的是重新制定了行业的标准,Cycles 无疑是这个理念的坚定执行者?这意味着:室内效果图、产品宣传渲染、建筑设计、商业产品广告渲染制作、三维动画等将会全面的向这个标准靠拢。Arnold、Cycles4D 本质上都是在 Cycles 的基础上延发出来的,如今Cycles的渲染质量、渲染效率、渲染控制、渲染流程输出等方面无疑已经重新制定了行业的标准。这种感觉就像:站在路边也能打到车,滴滴也能打车,打到车的结局是一样的,但怎么打却完全不一样了。站在路边可能30分钟打不到车,万一下雨怎么办?吹着空调喝着咖啡打到车与淋着雨打到车,你选哪个?

分层渲染: Cycles不是游戏引擎

谈到Cycles实时渲染,很多人认为 Cycles 就是一个 Lumion!为了您的面子,饼干不会认为您无知,只是您还不是很了解。Cycles渲染器支持主流的分成渲染设置,你能想到的所有分层渲染都具备,这无疑给后期合成打下来扎实的基础。更令人不可思议的是Blender居然还内置了基于节点的合成系统,包括绿屏抠像、摄影机跟踪、EXR分层合成等。偷偷的告诉您一声,Blender2.8升级后,基于 EEVEE 的实时视图节点合成系统已经提上日程,传统的合成软件+三维,而 Blender 也将会开启三维软件+合成的流程,这意味着什么?一个软件完成所有流程,您还觉得流程优化不重要?

趋势: 即将到来的实时设计

Cycles实时渲染必定会催生实时设计,而基于 Cycled 代码升级的 EEVEE 实时渲染引擎将会引领实时设计与实时电影的风潮。艺术家不需要当科学家,只需要简单的了解一下物理的知识,便可以沉浸在设计中。这对CG艺术家、设计师来说无疑是最理想的工作状态。即见即得的设计,基于现实中品牌产品的模型库(数字模型资产)实现实时的设计,这不在是天方夜谭,未来的5年内,实时设计将会全面的普及与应用。比如:设计一款化妆品包装,直接与客户沟通瓶形,客户选好你只需要点击下载此瓶形,使用 Blender 打开,借助于Affinity 软件来创作标签、包装等,一保存即可在 Blender 中看到印刷加工出来的成品样式,这个过程与客户沟通中就会即可完成。这不应该是设计师最想要的生活方式吗?相信室内设计、建筑设计、园林设计等都会慢慢的发展出来。

生态: 内置UE4级游戏引擎

饼干很有幸的成为了 Armory Engine(军械库游戏引擎:支持全终端打包的引擎-Mac、Windows、iOS、ps、xbox 等硬件平台)前10位50欧元付费体验用户。可想而知,饼干也是第一个中国区的付费用户。这是一个基于 Cycles的原生材质节点而开发的一款内置在 Blender 中的超强游戏引擎,面向美工人员提供了一套类似于 Unrear 中的蓝图逻辑节点编辑系统,这意味着 Blender 生态系统越发强大,你很难想象一个200MB 的软件可以开发游戏、可以制作电影....假设一下:Blender 建模、Blender 雕刻完成拓扑、烘焙出法线贴图,绘制好纹理贴图,借助于Cycles编辑好材质,渲染可以制作影视动画,游戏开发模型质变为游戏资产,这样的流程完全集中在一个软件中!记得一直有人问我,Blender 如何导出 FBX 给 Unity 使用?Blender 源文件是支持原生导入到 Unity 的为什么要导出 FBX 在导入呢?最后说一点,饼干原本基于 Unral 开发实时电影的项目流程目前已经转变为了基于 Blender 2.8的流程。建模、雕刻、材质、灯光、渲染、合成、动画、模拟游戏引擎等集合在一个软件中,还没有这样的先例!

作品不是越来越好,而是越来越屌!

Blender 在作品有用户作品、官方开源电影作品,当然我们也会放几张饼干学员的作品,总而言之,作品不是越来越好,而是越来越屌!Cycles 可以驾驭各种风格的渲染,我们一起来看看这些作品吧: