Arnold rendering

3 mei 2019

Tips & Tricks 3ds Max

De Arnold render engine maakt inmiddels alweer twee jaar standaard deel uit van 3ds Max. Het gebruik van de render engine is het laatste jaar met 17 procent toegenomen, wat met name te danken is aan de inzet binnen 3ds Max. Ondanks dat de Chaosgroup met de V-Ray render engine de designvisualisatiemarkt stevig in handen heeft, is Arnold serieus begonnen met een opmars.

Door Jean-Pierre van Gastel

De Arnold renderer is op zichzelf niet nieuw, aangezien deze al in 1999 bestond als plug-in voor 3ds Max onder de naam Render API. Later werd de Monte Carlo path tracer hernoemd met de kracht van de wereldberoemde acteur Arnold Schwarzenegger in het achterhoofd. De oorspronkelijke developer van Arnold, Solid Angle, is in 2016 overgenomen door Autodesk en de render engine verscheen als eerste standaard in Maya 2017. In zowel 3ds Max als Maya wordt Arnold geïnstalleerd als een plug-in. Voor 3ds Max heeft deze plug-in dan ook de afkorting MtoA (Max to Arnold). Het grote voordeel van het feit dat dit een plug-in is, is dat de gebruiker altijd over de laatste versie kan beschikken door de plug-in te downloaden van de website
www.arnoldrenderer.com. Dat betekent dat het niet nodig is om 3ds Max telkens compleet te herinstalleren, wanneer iemand wil beschikken over de laatste versie van deze plug-in. Ook komt met een 3ds Max subscription update altijd automatisch de laatste versie mee van de plug-in. Het is overigens direct zichtbaar of de laatste versie van de plug-in aanwezig is in het Arnold Renderer-tabblad van de Render Setup, zie afbeelding 1.
De Arnold render engine is niet de standaard-engine in 3ds Max, dat is nog altijd ART. Arnold maakt op dit moment alleen nog maar gebruik van de CPU, maar zal later beschikbaar komen in een GPU-versie. Dit laat vrij lang op zich wachten, maar de developers willen dat een rendering gemaakt op basis van CPU of GPU er exact hetzelfde uitziet. Dit is niet zo bij alle andere render engines die werken met de GPU. Momenteel is het wel mogelijk om in de 3ds Max active shade snel alle ruis te verwijderen door gebruik te maken van een Nvidia GPU. Arnold maakt hierbij volledig gebruik van het door Nvidia machine learning ontwikkelde OptiX.

Afbeelding 1: In het Arnold Renderer-tabblad van de Render Setup is te zien of de laatste versie van de plug-in aanwezig is. 

Materialen uit CAD
Bij het renderen van een ontwerp uit Revit, Inventor of AutoCAD is het nodig om de geïmporteerde Autodesk-materialen om te zetten. Dit omzetten kan met de 3ds Max scene converter. Deze is terug te vinden in het Rendering-menu en zet onder andere alle Autodesk-materialen om naar zogenaamde Physical Materials. Deze laatste kunnen overigens ook met de standaard actieve ART render engine worden gerenderd. Een tweede belangrijke handeling is het activeren van de Legacy 3ds Max Map-supportinstelling. Deze zal ervoor zorgen dat haast elke 3ds Max texture map kan worden gerenderd. Hopelijk staat in een toekomstige update deze optie altijd standaard aan. Nadat de scene is geconverteerd, kan de gebruiker direct renderen met Arnold. 
Wat direct opvalt is de enorme snelheidsverbetering bij het overschakelen van ART op Arnold. Arnold heeft nauwelijks een seconde nodig om alle 3D-objecten om te zetten naar de render engine. Dit neemt bij een beetje Revit-ontwerp al snel dertig tot veertig seconden in beslag met de ART render engine. Ook de kwaliteit van het licht is direct beter. Arnold ondersteunt standaard de Sun Positioner, waarbij de scene converter gebruikmaakt van het geïmporteerde Revit daylight system, zie afbeelding 2. 
Wie wil spelen met lichtinstellingen doet er verstandig aan om een tijdelijke override te maken voor alle aanwezige materialen/texturen in de 3ds Max scene. Mat grijs is hierbij het uitgangspunt en kan als override worden toegepast door het aanmaken van een scene state of state set. 

Afbeelding 2: Arnold ondersteunt standaard de Sun Positioner, waarbij de scene converter gebruikmaakt van het geïmporteerde Revit daylight system. 

HDRI
Om een mooi beeld te renderen is het uiteraard aan te raden om de tijd van de Sun Positioner in te stellen op een uur na zonsopkomst of een uur voor zonsondergang. Dit zorgt in ieder geval voor een mooi contrast. Wanneer de zonpositie belangrijk is voor het berekenen van de juiste schaduw, is het aan te raden om deze te gebruiken. Wanneer het draait om het renderen van een mooi beeld, is het aan te raden om de Image Based Lighting-techniek in te zetten. Dit is eigenlijk niets anders dan het inladen van een High Dynamic Range Image (HDRI-)bestandsformaat waarvan er honderden gratis te downloaden zijn − bijvoorbeeld op www.hdrihaven.com. Het licht dat deel uitmaakt van de HDRI, zal gebruikt worden als lichtbron in de Arnold render, zie afbeelding 3. De gebruiker kan het HDRI-bestand na het downloaden direct vanuit de Windows File Explorer in de 3ds Max viewport slepen en vervolgens kiezen voor Environment. Een alternatief is het Environment-dialoogvenster openen en daar de HDRI inladen. 
Om bijvoorbeeld de zon te roteren die vastgelegd is in de HDRI dient de gebruiker de HDRI vanuit het Environment-dialoogvenster te verslepen in de material editor. Na het dubbelklikken van de bitmap (HDRI) worden de instellingen zichtbaar in de properties editor. Door gebruik te maken van de Width of U offset (afhankelijk van
Realworld Scale) kan de HDRI worden rondgedraaid. Deze aanpassingen zijn direct zichtbaar in de active shade mode, dus realtime. Wel dient de gebruiker de active shade in te stellen op de Arnold render engine in het Render Setup-dialoogvenster. Wanneer het contrast van een HDRI te sterk is, is dat te verhelpen door een Arnold color correct map toe te passen op de HDRI.

Afbeelding 3: Het licht van de HDRI wordt gebruikt als lichtbron in de Arnold render.  

Skydome
Wie wel het licht uit een HDRI wil gebruiken, maar dit niet zichtbaar wil hebben in de achtergrond, kan kiezen uit twee mogelijkheden. De eerste is de achtergrond niet opslaan tijdens het bewaren van een gerenderd beeld. Dat kan door de optie Alpha Channel uit te vinken tijdens het opslaan naar een .PNG-bestand. De tweede methode is interessanter en zorgt ook voor een betere kwaliteit rendering. Met een Arnold light van het type skydome plaatst de gebruiker een dome light in de 3ds Max scene. Dit dome light is uiteraard standaard te renderen, waarbij de kleur in Kelvin-temperatuur te bepalen is, zie afbeelding 4. 
De HDRI is het best te plaatsen in de texture-optie van de skydome. Het is daarbij wel van belang om het Skydome format op Lat/Long te zetten, aangezien HDRI-bestanden tegenwoordig bijna altijd in het Longitude/Latidude-formaat zijn. De optie Light Shape Visible bepaalt of de HDRI wel of niet zichtbaar is in het Rendered Frame Window. Een alternatief voor een HDRI als texture is het gebruik van het Arnold Physical Sky Environment. De instellingen van de Physical Sky zijn zichtbaar zodra de gebruiker deze map in de material editor sleept en actief maakt. De Physical Sky bevat, vergelijkbaar met een Sun Positioner, een horizon en instellingen voor de zon zelf. Helaas zijn er geen mogelijkheden met betrekking tot het instellen van een tijd, datum en locatie.

Afbeelding 4: Met een Arnold light van het type skydome plaatst de gebruiker een dome light in de 3ds Max scene.

Jean-Pierre van Gastel jeanpierre.vangastel@tddatech.nl is freelance redacteur voor BIGnieuws. Voor meer informatie over dit onderwerp, zie ook: 

Website Autodesk

Website HDRI Haven

Website Arnold Renderer

Comments are closed.