Renderen met VRED : Tips & Tricks Visualisatie

maandag, 10 april, 2017

 

VRED is een van de vele Autodesk-producten om een 3D CAD-ontwerp op een professionele manier te renderen. VRED wordt voornamelijk gebruikt in de automotive-wereld en is uniek op het vlak van native Nurbs rendering en design review in VR.

Door Jean-Pierre van Gastel
 

Afbeelding 1
Voor starters is er een zogenaamde Simple UI beschikbaar.

 

VRED is ontstaan door de overname van Numenus RenderGin door Autodesk in 2011. Numenus was destijds de ontwikkelaar van RenderGin en hield kantoor in Duitsland waar de automotive-industrie van oudsher groot is. De belangrijkste mogelijkheid van RenderGin was toen al dat dit programma in staat was om interactief een Nurbs CAD-model te renderen zonder dat er enige vorm van tessellation plaatsvond. Het is namelijk gebruikelijk bij het renderproces dat de geometrie verdeeld wordt in kleine driehoeken (de tessellation), waardoor de hoge nauwkeurigheid van een Nurbs-model verloren gaat.

VRED is beschikbaar in diverse smaken waarvan de eerste de VRED-standaardversie is. Dit is een prima opvolger voor Autodesk Showcase, dat geen deel meer uitmaakt van de Autodesk Design Collections. De volgende uitvoering is VRED Design en deze beschikt uiteraard over alle mogelijkheden van de standaardversie en biedt daarnaast specifieke functionaliteit voor de automotive. De meest uitgebreide versie van VRED is de Professional-versie die tevens ondersteuning biedt voor VR devices zoals de Oculus Rift, HTC Vive en een cave.

 

Afbeelding 2

In het dialoogvenster Import Options zijn de tessellation-instellingen aan te passen.

 

Gebruikersinterface

De gebruikersinterface van VRED is snel te doorgronden en dat is helemaal het geval indien de gebruiker al ervaring heeft met bijvoorbeeld Autodesk Showcase, 3ds Max of Maya. Voor starters is er een zogenaamde Simple UI beschikbaar, waarbij alle stappen in het gehele visualisatieproces toegankelijk zijn via diverse tabbladen, zie afbeelding 1.

VRED biedt uiteraard een ruime ondersteuning voor het inlezen van diverse 3D CAD-files. Met het ATF (Autodesk Translation Framework) kan het inlezen van zowel Autodesk- als niet-Autodesk- bestandsformaten zeer flexibel plaatsvinden. Na het selecteren van een bestand komt het dialoogvenster Import Options automatisch naar voren. In dit dialoogvenster kunnen specifieke zaken worden geregeld, zoals het automatisch plaatsen van het 3D-model op het standaard aanwezige grondvlak. Ook de schaal van het 3D-model is aan te passen op basis van een eenvoudige schuifbalk. Het belangrijkste van het dialoogvenster Import Options zijn de uitgebreide instellingen in het Tessellation-deel van het dialoogvenster, zie afbeelding 2.

Indien de gemaakte instellingen voor de Tessellation niet hoog genoeg zijn, of juist veel te hoog, zijn deze altijd nog later aan te passen. Indien er wijzigingen plaatsvinden in het 3D CAD-model, kan het ingelezen bestand herladen worden, waarbij alle geometrische wijzigingen worden doorgevoerd. Als de gebruiker in VRED materialen heeft toegekend aan het 3D-model, dan blijven deze intact bij het herladen van het 3D-model. Dit is uiteraard wel afhankelijk van de instellingen die terug zijn te vinden in het Reload Options-dialoogvenster. VRED maakt overigens geen gebruik van de gedeelde Autodesk-materialenbibliotheek en de gebruiker zal dus VRED-specifieke materialen moeten toekennen aan een 3D-model.

 

Afbeelding 3

VRED bevat een bibliotheek met vooral materialen voor de automotive-industrie.

 

Materialenbibliotheek

Het toekennen van de VRED-specifieke Truelight-materialen kan op diverse manieren. De eerste mogelijkheid bestaat uit het verslepen van een materiaal uit de VRED-materialenbibliotheek naar de VRED viewport. Deze materialenbibliotheek is daarbij te vinden in de Asset Manager. Daarnaast kunnen materialen worden toegekend op basis van objectnaam of op basis van een bestaande selectie. Het toekennen van VRED-materialen kan ook geautomatiseerd worden tijdens het importproces van een 3D CAD-model. Op basis van de naam kan een materiaal automatisch worden vervangen door een VRED-materiaal uit de Asset Manager. VRED biedt vanuit de Asset Manager een behoorlijke bibliotheek aan, met vooral materialen voor de automotive-industrie. Deze materialen worden direct in real-time getoond in de VRED viewport, zie afbeelding 3.

 

HDRI

Uiteraard beschikt VRED ook over een compleet eigen Material Editor waarin de gebruiker zelf materialen kan samenstellen op basis van een templatemateriaal. Aangezien de VRED viewport in real-time het resultaat laat zien, wordt in materialen zelfs ondersteuning geboden voor Normal maps en Displacement maps. VRED gebruikt, net als vroeger Showcase, een standaard grondvlak voor het ontvangen van schaduw en reflectie en een dome voor de indirecte verlichting. Deze dome is standaard voorzien van een HDRI (High Dynamic Range Image) die is gemaakt op basis van fotostudiobelichting. Via de Asset Manager kan de gebruiker de bestaande HDRI vervangen door een andere HDRI. Vanzelfsprekend is het ook mogelijk om zelf een aangeschafte of zelf gemaakte HDRI toe te voegen in VRED. De environment is vervolgens nog volledig aan de eigen wensen aan te passen. Dit geldt zowel voor de Exposure als voor de positie en het type geometrie dat gebruikt wordt om de HDRI te positioneren. 

Om in VRED de keuze te kunnen maken tussen verschillende omgevingen, wordt er gebruikgemaakt van zogenaamde Switchers, die overigens ook voor materialen kunnen worden gebruikt. De kwaliteit van de VRED viewport is indrukwekkend. Er hoeft geen compilatie van de materialen plaats te vinden bij het navigeren, aangezien dit eenmalig gebeurt bij het openen van een VRED-bestand. Om een nog hogere kwaliteit te bereiken in de VRED viewport en rendering wordt er uiteraard gebruikgemaakt van Antialias-mogelijkheden, waarbij de processor (CPU) het wel direct een stuk zwaarder krijgt.

 

Afbeelding 4

Rendering vindt plaats met Raytracing en daarbij wordt slechts gebruikgemaakt van de beschikbare CPU cores.
 

Grafische kaarten

Het activeren van Antialias in de viewport laat direct het percentage zien aan de cursor en is volledig af te raden bij een design review in VR. De rendering in VRED rekent uiteraard het indirecte licht uit, maar ook de reflecties van objecten in de materialen. Rendering in VRED gebeurt op basis van Raytracing en hierbij wordt er dus slechts gebruikgemaakt van de beschikbare cores in de aanwezige CPU, zie afbeelding 4.

De GPU (grafische kaart) wordt ook gebruikt, maar alleen maar in de OpenGL aangestuurde viewport en dus ook bij het bekijken van een VRED-ontwerp in VR. Ook ondersteunt VRED voor VR meerdere grafische kaarten als deze zijn opgesteld in een zogenaamde SLI-opstelling. VRED biedt VR-ondersteuning voor zowel de HTC Vive en de Occulus. VR in VRED is voornamelijk te gebruiken voor Design Review en wordt daarmee volledig anders gepositioneerd dan Autodesk Stingray, dat meer een marketing/sales tool is. Om een VRED-omgeving te zien in VR volstaat het switchen van de VRED-display naar OpenVR HMD.

Voor het opzetten van een interactieve omgeving voor het veranderen van materialen en omgevingen dient de gebruiker Python scripting in te zetten. VRED bevat daarnaast nog zeer veel automotive-gerelateerde mogelijkheden, van het juist ontwerpen van licht tot en met het samen reviewen van een model in VR. Ook biedt VRED mogelijkheden voor professionele camera-instellingen en animatie en het sluit daarmee prima aan bij producten als 3ds Max en Maya.

 

Jean-Pierre van Gastel (jeanpierre.vangastel@tddatech.nl) is technical specialist M&E bij Datech en freelance redacteur voor CAD-Magazine.

Bron: http://magazine.cmedia.nl/cad-magazine-1-2017-wp#!/renderen-met-vred