created Dec 22, 2005

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Renderman for Maya 1.0

Depth of Field / Tiefenschärfe

Bottom line: Renderman renders Depth of Field reliably and aesthetically pleasing.
Unterm Strich: Renderman rendert Tiefenschärfe zuverlässig und ansprechend.
   

Depth of Field (DOF) is a visual effect which simulates lens systems which inherently cannot put every object, near or far, in focus.

In this experiment I compare Maya's Software renderer with Renderman while rendering DOF.

Tiefenschärfe, englisch Depth of Field oder DOF, ist ein visueller Effekt, der das Verhalten realer Linsen simuliert. Solche Linsen sind systembedingt nicht in der Lage, jedes Objekt in der Szene, nah oder fern, scharf abzubilden.

In diesem Experiment vergleiche ich das Verhalten von Mayas Softwarer Renderer mit dem von Renderman beim Rendern von Tiefenschärfe.

This is the scene I prepared. You see three rows of trees and a willow tree in the middle, close to the first row. The yellow dot indicates the camera position. Later I'll move the camera forward to the willow tree. The measurement tool is useful when setting the focus of the camera for the DOF-effect.
Diese Szene habe ich vorbereitet. Sie sehen drei Reihen von Bäumen und eine Trauerweide in der Mitte, nahe bei der ersten Reihe. Der gelbe Punkt bezeichnet die Kameraposition. Später bewege ich die Kamera zu dem orangefarbenen Punkt nach vorn, also direkt unter dem Weidenbaum. Sie sehen außerdem das Werkzeug zum Messen von Abständen. Das ist hilfreich, wenn's ums Scharfstellen bei dem Effekt geht.

 

 

Most objects in this scene are Paint Effects strokes, so Maya (left) renders them differently from Renderman (see experiment #6). Move the mouse over the image below to display Renderman's version of this scene.

Die meisten Objekte in der Szene sind mit den Paint Effects erstellt. Maya (links) rendert solche Objekte anders als Renderman (Siehe Experiment #6).Unten sehen Sie etwas größer das von Maya gerenderte Bild. Wenn Sie die Maus darüber bewegen, erscheint das Renderman-Bild.

Maya Software / Mouse-over: Renderman

No depth of field yet / Noch keine Tiefenschärfe

Time to switch on DOF. There's a DOF-section in the camera's Attribute Editor. Below you see the image rendered using Maya Software. Mouse-over displays Renderman's version.
Zeit, die Tiefenschärfe einzustellen. Es gibt dafür einen Eintrag im Attribute Editor der Kamera. Im Bild unten sehen Sie Mayas Version davon. Bewegen Sie die Maus über das Bild, um die Version von Renderman zu sehen.

Maya Software / Mouse-over: Renderman

Depth of field / Tiefenschärfe

Maya renders the image and adds DOF to the finished image as a post-effect. Renderman integrates the DOF-pass into the render process. The result is better and more reliable, especially when you move the camera. Maya's post-process sometimes adds odd things to the scene. You see one such problem in the image below. It's a magnified detail from the image above. You see trees in focus which definitely should be out of focus because they are in the very back of the scene. Compare them to their neighbours with equal distance from the camera!
Maya rendert die Szene erst normal und legt die Tiefenschärfe dann als Post-Prozess darüber. Renderman berechnet die Tiefenschärfe gleich mit dem normalen Rendern mit und ist deshalb zuverlässiger, insbesondere wenn man die Kamera bewegt. Mayas Post-Prozess bringt manchmal seltsame Dinge ins Bild, die eigentlich dahin gehören. Unten sehen Sie ein Beispiel, herausvergrößert aus dem Bild oben: Die Bäume hinten dürften nicht scharf sein, sie sind es aber, weil sie sich optisch (aber eben nicht räumlich) in der Nähe der Trauerweide befinden.
Maya, DOF problems / Maya, Tiefenschärfeprobleme
When Renderman renders depth of field with a default setting you get an image like the following one. It shows grainy parts when depicting very close and very far objects. That's du to its low pixel sampling values: 3/3. Use mouse-over to see the same image with values 12/12. This, of course, increases rendering time, in this case from 45 seconds to 2'09 minutes.
Wenn Renderman in seiner Standardeinstellung Tiefenschärfe rendert, bekommt man ein Bild wie das folgende. Es weist Pixelrauschen an Stellen auf, wo Objekte sehr nah oder weit entfernt sind. Um das auszubessern, muss man die Pixel Sampling-Werte hochstellen. In diesem Fall bin ich von 3/3 auf 12/12 gegangen. Das Bild mit der dreimal längeren Renderzeit sehen Sie, wenn Sie die Maus über das Bild unten bewegen.

Renderman Pixel Shading 3/3 / Mouse-over: Renderman Pixel Shading 12/12

Finally I changed the position by moving the camera underneath the willow tree. I wanted to find out how Renderman renders the Paint Effects tree when it's leaves are close and out of focus. This is what I get with an aperture setting of 5.6. Moving the mouse over the image shows you a lighter DOF-effect with an aperture of 12.
Schließlich habe die die Kamera nach vorn, unter die Weide bewegt. Ich wollte herausfinden, wie Renderman die Blätter, die von dem Baum herunterhängen, darstellt, wenn sie so nah und unscharf sind. Das nächste Bild zeigt das Ergebnis bei (einer simulierten) Blende von 5,6. Bewegen Sie die Maus darüber, und Sie sehen einen dezenteren Unschärfeeffekt bei Blende 12.
Renderman, aperture 5.6 / Mouse-over: Renderman, aperture 12
Renderman handles both apertures well and without artifacts. The last image shows how Maya renders the scene at 5.6 and 12. The problems with the leaves on the left are obvious.
Renderman geht mit beiden Blenden gut um. Die Bilder weisen keinerlei Störungen auf. Anders bei Maya. Sie sehen unten die Szene mit Maya Software gerendert, ebenfalls mit zwei verschiedenen Blendenstufen. Die Blätter im linken Bereich dieser Bilder weisen schwere Defekte bei ihrer starken Unschärfe auf.
Maya, aperture 5.6 / Mouse-over: Maya, aperture 12

 

Bottom line:

Renderman renders depth of field not as a post effect but well integrated. The results are convincing.

 

Unterm Strich :

Renderman rendert die Tiefenschärfe nicht als Post-Effekt, sondern in einem. Die Ergebnisse überzeugen.

     

 

 

What is it about?The Californian Computer Animation company Pixar is a pioneer in the industry. Already many years ago Pixar's software engineers earned patents for rendering algorithms. One of the most famous is the algorithm for motion blur.Pixar's rendering software "Renderman" is open to all kinds of animation packages. But only now it became available as a plug-in for Maya. It integrates nicely into Maya 7 and previous versions of Maya. It appears in the rendering options pull-down menu where you're used to find Mental Ray or Maya's Vector Renderer.

Pixar kindly provided me with a temporary license of the plug-in.

Worum geht's?

Die kalifornische Firma Pixar ist ein Pionier in der Animationsindustrie. Vor vielen Jahren bereits erhielten die Softwareentwickler von Pixar zahlreiche Patente für Rendering-Algorithmen. Eines der bekanntesten Patente ist das für Bewegungsunschärfe - Motion Blur.Pixars Rendering-Software "Renderman" ist offen für alle möglichen Animationsprogramme. Neuerdings liegt Renderman als Plug-In für Maya vor. Es fügt sich perfekt in Maya 7 und frühere Versionen von Maya ein und taucht ganz normal - wie der Vector Renderer oder Mental Ray - im Pulldown-Menü der Render Settings auf.

Der deutsche Vertrieb von Pixars Produkten, Digital Broadcast Systems in Oberursel, stellte mir freundlicherweise eine Testversion zur Verfügung.