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Renderizador Mitsuba 3

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️ Advertencia ️

Actualmente hay una gran cantidad de trabajo indocumentado e inestable en la rama master . Le recomendamos encarecidamente que utilice nuestra última versión hasta nuevo aviso.

Si ya desea probar los próximos cambios, consulte esta guía de portabilidad. Debería cubrir la mayoría de las nuevas funciones y los cambios importantes que se avecinan.

Introducción

Mitsuba 3 es un sistema de renderizado orientado a la investigación para la simulación de transporte ligero directo e inverso desarrollado en EPFL en Suiza. Consiste en una biblioteca central y un conjunto de complementos que implementan funcionalidades que van desde materiales y fuentes de luz hasta algoritmos de renderizado completos.

Mitsuba 3 es reorientable : esto significa que las implementaciones y estructuras de datos subyacentes pueden transformarse para realizar varias tareas diferentes. Por ejemplo, el mismo código puede simular tanto el transporte RGB escalar (clásico de un rayo a la vez) como el transporte espectral diferencial en la GPU. Todo esto se basa en Dr.Jit, un compilador especializado justo a tiempo (JIT) desarrollado específicamente para este proyecto.

Características principales

• Multiplataforma : Mitsuba 3 se ha probado en Linux ( x86_64 ), macOS ( aarch64 , x86_64 ) y Windows ( x86_64 ).

• Alto rendimiento : el compilador Dr.Jit subyacente fusiona código de renderizado en núcleos que logran un rendimiento de última generación utilizando un backend LLVM dirigido a la CPU y un backend CUDA/OptiX dirigido a las GPU NVIDIA con aceleración de hardware de trazado de rayos.

• Python primero : Mitsuba 3 está profundamente integrado con Python. Se pueden desarrollar materiales, texturas e incluso algoritmos de renderizado completos en Python, que el sistema compila JIT (y opcionalmente diferencia) sobre la marcha. Esto permite la experimentación necesaria para la investigación en gráficos por computadora y otras disciplinas.

• Diferenciación : Mitsuba 3 es un renderizador diferenciable, lo que significa que puede calcular derivadas de toda la simulación con respecto a parámetros de entrada como la pose de la cámara, la geometría, BSDF, texturas y volúmenes. Implementa algoritmos de representación diferenciables recientes desarrollados en EPFL.

• Espectral y polarización : Mitsuba 3 se puede utilizar como renderizador monocromático, renderizador basado en RGB o renderizador espectral. Opcionalmente, cada variante puede tener en cuenta los efectos de la polarización, si se desea.

Vídeos tutoriales, documentación.

Hemos grabado varios vídeos de YouTube que ofrecen una suave introducción a Mitsuba 3 y Dr.Jit. Más allá de esto, puede encontrar cuadernos completos de Juypter que cubren una variedad de aplicaciones, guías prácticas y documentación de referencia en readthedocs.

Instalación

Proporcionamos ruedas binarias precompiladas a través de PyPI. Instalar Mitsuba de esta manera es tan sencillo como ejecutar

pip install mitsuba

en la línea de comando. El paquete Python incluye trece variantes por defecto:

• scalar_rgb
• scalar_spectral
• scalar_spectral_polarized
• llvm_ad_rgb
• llvm_ad_mono
• llvm_ad_mono_polarized
• llvm_ad_spectral
• llvm_ad_spectral_polarized
• cuda_ad_rgb
• cuda_ad_mono
• cuda_ad_mono_polarized
• cuda_ad_spectral
• cuda_ad_spectral_polarized

Los dos primeros realizan una simulación clásica de un rayo a la vez utilizando una representación de color RGB o espectral, mientras que los dos últimos se pueden utilizar para la representación inversa en la CPU o GPU. Para acceder a variantes adicionales, deberá compilar una versión personalizada de Dr.Jit usando CMake. Consulte la documentación para obtener detalles sobre esto.

Requisitos

• Python >= 3.8
• (opcional) Para cálculo en la GPU: Nvidia driver >= 495.89
• (opcional) Para cálculo vectorizado/paralelo en la CPU: LLVM >= 11.1

Uso

Aquí hay un ejemplo simple de "Hola mundo" que muestra lo simple que es renderizar una escena usando Mitsuba 3 de Python:

 # Import the library using the alias "mi"
import mitsuba as mi
# Set the variant of the renderer
mi . set_variant ( 'scalar_rgb' )
# Load a scene
scene = mi . load_dict ( mi . cornell_box ())
# Render the scene
img = mi . render ( scene )
# Write the rendered image to an EXR file
mi . Bitmap ( img ). write ( 'cbox.exr' )

En la documentación se pueden encontrar tutoriales y cuadernos de ejemplo que cubren una variedad de aplicaciones.

Acerca de

Este proyecto fue creado por Wenzel Jakob. Sébastien Speierer, Nicolas Roussel, Merlin Nimier-David, Delio Vicini, Tizian Zeltner, Baptiste Nicolet, Miguel Crespo, Vincent Leroy y Ziyi Zhang contribuyeron con características y/o mejoras importantes al código.

Cuando utilice Mitsuba 3 en proyectos académicos, cite:

 @software { Mitsuba3 ,
    title = { Mitsuba 3 renderer } ,
    author = { Wenzel Jakob and Sébastien Speierer and Nicolas Roussel and Merlin Nimier-David and Delio Vicini and Tizian Zeltner and Baptiste Nicolet and Miguel Crespo and Vincent Leroy and Ziyi Zhang } ,
    note = { https://mitsuba-renderer.org } ,
    version = { 3.1.1 } ,
    year = 2022
}