* little things of mine *

今更ながらPRMan15の話題など．

Pixar's RenderMan® / Press Releases

いろいろな追加機能があるのですが，目立った物だけ紹介します．

[ Volume Rendering ]
今回のバージョンで一番大きな追加機能はこれでしょう．PRManにモダンなボリュームレンダリングの仕組みが搭載されました．今までもボリュームをレンダリングする事は可能でしたが，「モダンな」と言うところが鍵です．

ボリュームレンダリングと言えば，視線（ray）に沿ってdensityを積分してゆくray marchingが一般的ですが，これはサンプル数が十分でないとノイズが出やすく，ディティールも再現できないので，サンプル数を上げざるを得なくなり，その結果時間がかかってしまうものでした．

PRMan15に搭載されたのは，frustum voxelを使った手法です．これは，通常のvoxel gridにperspectiveをつけたものと考えてもらえばいいかと思います．つまり，カメラに近い方が小さく狭く，遠くなるにつれて大きく広くなっているvoxel gridです．このようなvoxelを事前に生成し，次にそれぞれのvoxelにおいてシェーダを実行して各々のvoxel densityを計算，そのあと視線に沿ってdensityを足し算します．

イマイチわかりにくいと思いますので，ray marchingと処理手順を比べてみます．ray marchingは，「初期ポイント→次のシェーディング点を探す→シェーディング→足し算→初期ポイントを移動」という処理をボリューム内部において延々と繰り返す必要があったのですが，frustum voxelの場合，「voxel grid生成→一度に全部シェーディング→足し算」とシンプルになります．また，シェーディング結果がシェーディングポイントの決定に影響を与えないので，並列化もできます．サンプリングポイントをdynamicに決められない事が欠点のように思えますが，frustum voxelは近い所をより多くサンプルするようになるので（voxelが小さくて狭いから），効率の良いサンプルが可能なのです（もちろんパラメータでの調整もできる）．

軽くテストしてみましたが，レンダリングも高速で，非常に良い結果が得られました．point cloudと相性が良いのも実作業では大きな武器になるでしょう．scatteringとかやれますからね．

[ Struct Inheritance and Member Functions ]
RSLで，structがメンバ関数を持つ事ができ，さらに継承ができるようになりました．これはshader writerにとっては非常にうれしい事で，シェーダの機能をオブジェクト指向っぽくモジュール化する事ができます．今までは関数にするしかなかったので，これは大きな進化です．

実際にこれをフルに使ってshader libraryのプロトタイプを書いてみましたが，かなり奇麗に書く事ができました．一部制限があって（関数をインターフェイスにできない），小さなhackも必要でしたが，全体的に見通しも良くなりましたし，拡張も継承を使って楽にできるはずです．あとは使う人達がどう感じるか，かな．

[ Ray Differentials Shadeop ]
ようやくray differentialsがシェーダ側で取得できるようになりました．新しいRSL関数，raydifferentials()が追加になっています（ray differentialsについては以前の記事を参照してください）．恐らくこれに伴った機能追加だと思うのですが，filterregionという，pre-definedなstructが用意されました．これはあるシェーディングポイントにおいて，適切なfilter sizeを2D/3Dで計算して返してくれるクラスです．PRManは以前でもtexture filteringのクオリティは高い方でしたが，さらに良くなるようです．特に二次レイ以降の結果向上は顕著だろう思いますが，まだテストし切れていません．

[ Ptex ]
Ptexについては前回の記事を参照してください．

こんなもんでしょうか．他にも開発系の機能追加が多くあるのですが，今回も「使える」機能がたくさん追加されました．思わず「いいねえ」と言いたくなります．

さて，あとは実践投入だ．