Reyes rendering
ریئس رینڈرنگ ایک کمپیوٹر سافٹ ویئر فن تعمیر ہے جو تھری ڈی کمپیوٹر گرافکس میں فوٹو ریئلسٹک امیجز پیش کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اسے 1980 کی دہائی کے وسط میں لورین کارپینٹر اور رابرٹ ایل کک نے لوکاس فلم کے کمپیوٹر گرافکس ریسرچ گروپ میں تیار کیا تھا، جو اب پکسر ہے۔ اسے پہلی بار 1982 میں فلم اسٹار ٹریک II: دی روتھ آف خان میں جینیسس ایفیکٹ سیکوینس کے لیے تصاویر پیش کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ پکسر کا رینڈر مین ریئس الگورتھم کا نفاذ تھا، اسے 2016 تک خارج کر دیا گیا ہے اور رینڈر مین 21 کی طرح ہٹا دیا گیا ہے۔ الگورتھم کو بیان کرنے والے اصل مقالے کے مطابق، ریئس امیج رینڈرنگ سسٹم "پیچیدہ تصاویر کی تیز رفتار اعلی معیار کی انجام دہی کے لیے ایک فن تعمیر" ہے۔ ریئس کو الگورتھم اور ڈیٹا پروسیسنگ سسٹم کے مجموعے کے طور پر تجویز کیا گیا تھا۔ تاہم، اصطلاحات "الگورتھم" اور "فن تعمیر" اس تناظر میں مترادف طور پر استعمال ہونے لگے ہیں اور اس مضمون میں ایک دوسرے کے بدلے استعمال کیے گئے ہیں۔ ریئز نام رینڈرز ایوریتھنگ یو ایور ساؤ کا مخفف ہے (یہ نام پوائنٹ ریئز، کیلیفورنیا پر بھی ایک پن ہے، جہاں لوکاس فلم واقع تھی) اور آپٹیکل امیجنگ سسٹمز سے منسلک عمل کا اشارہ ہے۔ رابرٹ ایل کک کے مطابق، ریئس صرف پہلے حرف کے بڑے حروف کے ساتھ لکھا جاتا ہے، جیسا کہ یہ 1987 کے کک/کارپینٹر/کیٹمل سگ گراف کاغذ میں ہے۔ فن تعمیر فن تعمیر کو متعدد اہداف کو ذہن میں رکھتے ہوئے ڈیزائن کیا گیا تھا: ماڈل کی پیچیدگی/تنوع: بصری طور پر پیچیدہ اور بھرپور تصاویر تیار کرنے کے لیے، رینڈرنگ سسٹم کے صارفین کو بڑی تعداد میں (100,000s) پیچیدہ ہندسی ڈھانچوں کے ماڈل بنانے کے لیے آزاد ہونے کی ضرورت ہے جو ممکنہ طور پر فریکٹلز اور پارٹیکل سسٹمز جیسے طریقہ کار کے نمونوں کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جاتے ہیں۔ شیڈنگ کی پیچیدگی: کسی منظر میں زیادہ تر بصری پیچیدگی اس طریقے سے پیدا ہوتی ہے جس میں روشنی کی کرنیں ٹھوس شے کی سطحوں کے ساتھ تعامل کرتی ہیں۔ عام طور پر، کمپیوٹر گرافکس میں، یہ بناوٹ کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جاتا ہے۔ بناوٹ پکسلز کی رنگین صف ہو سکتی ہے، سطح کی نقل مکانی یا شفافیت یا سطح کی عکاسی کو بیان کرتی ہے۔ ریئز صارفین کو طریقہ کار کے شیڈروں کو شامل کرنے کی اجازت دیتا ہے جس کے تحت سطح کی ساخت اور نظری تعامل کمپیوٹر پروگراموں کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے جو سادہ لک اپ ٹیبلز کے بجائے طریقہ کار کے الگورتھم کو نافذ کرتے ہیں۔ الگورتھم کے ایک اچھے حصے کا مقصد ڈیٹا اسٹورز سے بناوٹ لانے والے پروسیسرز کے ذریعے گزارے جانے والے وقت کو کم کرنا ہے۔ کم سے کم رے ٹریسنگ: اس وقت جب ریئز کی تجویز پیش کی گئی تھی، کمپیوٹر سسٹم پروسیسنگ پاور اور اسٹوریج کے لحاظ سے نمایاں طور پر کم قابل تھے۔ اس کا مطلب یہ تھا کہ ایک تصویری حقیقت پسندانہ منظر کا سراغ لگانے میں فی فریم دسیوں یا سینکڑوں گھنٹے لگیں گے۔ ریئز جیسے الگورتھم جو عام طور پر رے ٹریس نہیں کرتے تھے تقریبا تصویری حقیقت پسندانہ نتائج کے ساتھ بہت تیزی سے چلتے ہیں۔ رفتار: ایک سال میں 24 فریم فی سیکنڈ پر دو گھنٹے کی فلم پیش کرنے سے اوسطا 3 منٹ فی فریم پیش کرنے کا وقت ملتا ہے۔ تصویر کا معیار: ناپسندیدہ، الگورتھم سے متعلق نمونوں پر مشتمل کوئی بھی تصویر ناقابل قبول سمجھی جاتی ہے۔ لچکدار: فن تعمیر اتنا لچکدار ہونا چاہیے کہ الگورتھم کے مکمل دوبارہ نفاذ کی ضرورت کے بغیر نئی تکنیکوں کو شامل کیا جا سکے۔ ریئس کئی ایسے اثرات کو مؤثر طریقے سے حاصل کرتا ہے جو فلم کے معیار کی انجام دہی کے لیے ضروری سمجھے جاتے تھے: ہموار، مڑے ہوئے سطحیں ؛ سطح کی بناوٹ ؛ حرکت کی دھندلاپن ؛ اور میدان کی گہرائی۔ ریئز مڑے ہوئے سطحوں کو پیش کرتا ہے، جیسے کہ پیرامیٹرک پیچوں کی نمائندگی کرتے ہیں، انہیں مائکروپولیگنز، چھوٹے کواڈریلیٹرلز میں تقسیم کرکے ہر ایک کا سائز ایک پکسل سے کم ہوتا ہے۔ اگرچہ مڑے ہوئے سطحوں کو درست طریقے سے تخمینہ لگانے کے لیے بہت سے مائکروپولیگن ضروری ہیں، لیکن ان پر سادہ، متوازی کارروائیوں کے ساتھ کارروائی کی جا سکتی ہے۔ ایک ریئس رینڈرر اعلی سطح کے پرائمیٹوز کو مانگ پر مائکروپولیگنز میں ٹیسیل کرتا ہے، ہر پرائمیٹو کو صرف اتنا ہی باریک تقسیم کرتا ہے جتنا حتمی تصویر میں ہموار نظر آنے کے لیے ضروری ہوتا ہے۔ اگلا، ایک شیڈر سسٹم مائکروپولیگن کے ہر سرے پر ایک رنگ اور اوپیسیٹی تفویض کرتا ہے۔ زیادہ تر ریئس رینڈررز صارفین کو شیڈنگ زبان میں لکھی گئی صوابدیدی روشنی اور بناوٹ کے افعال فراہم کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ مائکروپولیگنوں کو بڑے گرڈوں میں پروسیس کیا جاتا ہے جو کمپیوٹیشن کو ویکٹرائز کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ آؤٹ پٹ امیج تیار کرنے کے لیے شیڈڈ مائکرو پولیگنز کا نمونہ اسکرین کی جگہ میں لیا جاتا ہے۔ ریئز ایک جدید پوشیدہ سطح الگورتھم یا ہائڈر کا استعمال کرتا ہے جو غیر دھندلا رینڈر کی ضرورت سے زیادہ جیومیٹری یا شیڈنگ نمونوں کی ضرورت کے بغیر موشن بلر اور فیلڈ کی گہرائی کے لیے ضروری انضمام انجام دیتا ہے۔ چھپانے والا وقت اور لینس کی پوزیشن کے پار ہر پکسل پر مائکروپولیگن رنگوں کو مونٹی کارلو طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے جمع کرتا ہے جسے سٹوچسٹک سیمپلنگ کہا جاتا ہے۔ پائپ لائن بنیادی ریئز پائپ لائن کے درج ذیل مراحل ہیں: باؤنڈ۔ ہر ہندسی ابتدائی کے باؤنڈنگ حجم کا حساب لگائیں۔ تقسیم کریں۔ بڑے پرائمیٹیوز کو چھوٹے، ڈائس ایبل پرائمیٹیوز میں تقسیم کریں۔ ڈائس۔ ابتدائی کو مائکروپولیگنوں کے گرڈ میں تبدیل کریں، ہر ایک کا سائز تقریبا ایک پکسل کے برابر ہے۔ سایہ دار۔ مائکروپولیگن گرڈ کے ہر سرے پر روشنی اور شیڈنگ کا حساب لگائیں۔ گرڈ کو انفرادی مائکروپولیگنوں میں ڈالیں، جن میں سے ہر ایک کو پابند کیا گیا ہے اور مرئیت کے لیے چیک کیا گیا ہے۔ چھپائیں۔ مائکروپولیگنوں کا نمونہ لیں، حتمی 2D تصویر تیار کریں۔ اس ڈیزائن میں، رینڈرر کو پورے فریم بفر کو میموری میں محفوظ کرنا چاہیے کیونکہ حتمی تصویر اس وقت تک آؤٹ پٹ نہیں ہو سکتی جب تک کہ تمام پرائمیٹوز پر کارروائی نہ ہو جائے۔ ایک عام میموری آپٹیمائزیشن ڈائسنگ مرحلے سے پہلے بالٹنگ نامی ایک قدم متعارف کراتی ہے۔ آؤٹ پٹ امیج کو "بالٹیوں" کے ایک موٹے گرڈ میں تقسیم کیا گیا ہے، ہر ایک کا سائز عام طور پر 16 سے 16 پکسلز ہوتا ہے۔ اس کے بعد اشیاء کو بالٹی کی حدود کے ساتھ تقریبا تقسیم کیا جاتا ہے اور ان کے مقام کی بنیاد پر بالٹیوں میں رکھا جاتا ہے۔ ہر بالٹی کو انفرادی طور پر کاٹا اور کھینچا جاتا ہے، اور اگلی بالٹی پر کارروائی کرنے سے پہلے پچھلی بالٹی کا ڈیٹا ضائع کر دیا جاتا ہے۔ اس طرح موجودہ بالٹی کے لیے صرف ایک فریم بفر اور تمام ہندسی پرائمیٹوز کی اعلی سطح کی وضاحت کو میموری میں برقرار رکھا جانا چاہیے۔ عام مناظر کے لیے، یہ غیر تبدیل شدہ ریئس الگورتھم کے مقابلے میں میموری کے استعمال میں نمایاں کمی کا باعث بنتا ہے۔ ریئس رینڈررز مندرجہ ذیل رینڈررز کسی نہ کسی طرح ریئس الگورتھم کا استعمال کرتے ہیں یا کم از کم صارفین کو اپنی تصاویر تیار کرنے کے لیے اسے منتخب کرنے کی اجازت دیتے ہیں: ہندسوں کا این آرٹ کا 3 ڈی لائٹ (لنک) ایکسس (لنک) اوپن سورس جے آر مین (لنک) اوپن سورس پکسر کا رینڈر مین پرو سرور اور مایا کے لیے رینڈر مین (لنک) ورژن 20 تک (2015 میں ریلیز ہوا) پکسلز 3 ڈی رینڈرر (لنک) پکسی (لنک) اوپن سورس ڈاٹ سی سافٹ ویئر کا رینڈر ڈاٹ سی (لنک) سائیڈ ایفیکٹس سافٹ ویئر کا منتر (لنک) پوزر کا فائر فلائی (لنک) بیکری ریلائٹ (لنک) رابرٹ ایل۔ کک۔، لورین کارپینٹر، اور ایڈون کیٹمل۔ "ریئس امیج رینڈرنگ آرکیٹیکچر"۔ کمپیوٹر گرافکس (SIGGRAPH '87 پروسیڈنگز)، پی۔ 95-102۔ انتھونی اپوڈاکا اور لیری گرٹز۔ ایڈوانسڈ رینڈر مین: موشن پکچرز کے لیے سی جی آئی بنانا۔ مورگن کافمین پبلشرز۔ بیرونی روابط ریئز، پرائمیٹیوز اور کچھ فلسفہ رینڈرمین میں خوش آمدید: ریئز 3D رینڈرنگ