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本文档详细介绍了 Mitsuba 3，这是一个由 EPFL 开发的研究型渲染系统。它通过Python集成提供高性能、跨平台渲染功能，支持各种渲染算法和可微分渲染。该文档涵盖安装、使用示例以及光谱和偏振渲染等功能。

三叶渲染器 3

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目前，大量无证且不稳定的工作正在进行

master分支。我们强烈建议您使用我们的

最新版本

直至另行通知。

如果您已经想尝试即将发生的更改，请查看

本移植指南。

它应该涵盖大部分新功能和即将到来的重大变化。

介绍

Mitsuba 3 是一款面向研究的前向光和逆向光渲染系统

瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 开发的交通模拟。

它由一个核心库和一组实现功能的插件组成

从材质和光源到完整的渲染算法。

Mitsuba 3 是可重定向的：这意味着底层实现和

数据结构可以转换以完成各种不同的任务。为了

例如，相同的代码可以模拟标量（经典的一次一束）RGB 传输

或 GPU 上的差分光谱传输。这一切都建立在

Dr.Jit，专门为此项目开发的专用即时(JIT) 编译器。

主要特点

• 跨平台：Mitsuba 3 已在 Linux ( x86_64 )、macOS 上进行测试

  （ aarch64 、 x8664 ）和 Windows ( x8664 )。

• 高性能：底层Dr.Jit编译器融合渲染代码

  进入内核，使用实现最先进的性能

  针对 CPU 的 LLVM 后端和 CUDA/OptiX 后端

  针对具有光线追踪硬件加速功能的 NVIDIA GPU。

• Python优先：Mitsuba 3与Python深度集成。材料，

  纹理，甚至完整的渲染算法都可以用Python开发，

  系统即时编译（并可选择区分）。

  这使得计算机图形学研究所需的实验成为可能

  其他学科。

• 差异化：Mitsuba 3 是一个可微分渲染器，这意味着它

  可以计算整个模拟相对于输入的导数

  参数，例如相机姿态、几何形状、BSDF、纹理和体积。它

  实现了 EPFL 最近开发的可微分渲染算法。

• 光谱和偏振：Mitsuba 3 可用作单色仪

  渲染器、基于 RGB 的渲染器或光谱渲染器。每个变体都可以

  如果需要的话，可以选择考虑极化的影响。

教程视频、文档

我们录制了几个 YouTube 视频，提供了温和的介绍

三叶 3 和 Dr.Jit。除此之外，您还可以找到完整的 Juypter 笔记本

涵盖各种应用程序、操作指南和参考文档

阅读文档。

安装

我们通过 PyPI 提供预编译的二进制轮。以这种方式安装三叶就像运行一样简单

pip安装三叶

在命令行上。 Python 包默认包含 13 个变体：

• scalar_rgb

• scalar_spectral

• scalarspectralpolarized

• llvmadrgb

• llvmadmono

• llvmadmono_polarized

• llvmadspectral

• llvmadspectral_polarized

• cudaadrgb

• cudaadmono

• cudaadmono_polarized

• cudaadspectral

• cudaadspectral_polarized

前两个使用 RGB 执行经典的一次一条光线模拟

或光谱颜色表示，而后两者可用于反演

在 CPU 或 GPU 上渲染。要访问其他变体，您需要

使用 CMake 编译 Dr.Jit 的自定义版本。请参阅

文档

有关详细信息。

要求

• Python >= 3.8

• （可选）对于 GPU 上的计算： Nvidia driver >= 495.89

• （可选）对于 CPU 上的矢量化/并行计算： LLVM >= 11.1

用法

这是一个简单的“Hello World”示例，展示了渲染一个

使用 Python 中的 Mitsuba 3 的场景：

 # 使用别名“mi”导入库 import mitsuba as mi# 设置渲染器的变体mi.setvariant('scalarrgb')# 加载场景scene = mi.loaddict(mi.cornellbox())# 渲染场景img = mi. render(scene)# 将渲染图像写入EXR文件mi.Bitmap(img).write('cbox.exr')

可以找到涵盖各种应用程序的教程和示例笔记本

在文档中。

关于

该项目由 Wenzel Jakob 创建。

代码的重要功能和/或改进由以下人员贡献

塞巴斯蒂安·施派尔,

尼古拉斯·罗塞尔，

梅林·尼米尔-大卫，

德里奥·维西尼,

蒂齐安·泽尔特纳,

巴蒂斯特·尼科莱特,

米格尔·克雷斯波,

文森特·勒罗伊，和

张子怡.

在学术项目中使用 Mitsuba 3 时，请引用：

 @software{Mitsuba3，标题 = {Mitsuba 3 渲染器}，作者 = {Wenzel Jakob 和 Sébastien Speierer 和 Nicolas Roussel 和 Merlin Nimier-David 和 Delio Vicini 和 Tizian Zeltner 和 Baptiste Nicolet 和 Miguel Crespo 和 Vincent Leroy 和 Ziyi Zhu}，注= {https://mitsuba-renderer.org}，版本 = {3.1.1}，年份 = 2022}