Indigo Renderer

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Modelliert mit Blender, gerendert mit Indigo

Indigo ist eine kostenlose, physikbasierte Renderengine zur Generierung photorealistischer Bilder. Es handelt sich hierbei um die reine Render-Engine - die Erstellung der Szene muss mit der Hilfe anderer Produkte erfolgen und zu Indigo exportiert werden.

Indigo ist sowohl für den privaten als auch für den kommerziellen Gebrauch kostenlos, jedoch keine Freie Software.

Ein großer Vorteil von Indigo gegenüber vielen anderen Renderengines besteht darin, dass es möglich ist einen Rendervorgang zu beenden und später fortzusetzen. Das dafür benötigte Tool nennt sich "Indigo Resumer" ^[1].

Renderverlauf in Indigo: Ein Bild mit 10, 200 und 1000 samples per pixel.

Obiges Bild nach dem Tone Mapping in Violet.

[Bearbeiten] Technik

Indigo unterscheidet sich von vielen anderen Rendersystemen vor allem darin, dass er zur Lösung der Rendergleichung ausschließlich Metropolis Light Transport verwendet. Auf diese Art und Weise kommt er ohne die Definition von Radiosity oder Photon-Mapping aus und erzeugt absolut realistische Abbildungen. Der Preis diese Verfahrens ist die niedrige Geschwindigkeit des Renderns. Das Bild wird nicht zeilenweise berechnet, sondern nach dem Prinzip der Monte-Carlo-Simulation aufgebaut. Zu Beginn entsteht ein extrem grieseliges Bild welches im weiteren Verlauf stetig verfeinert wird. Bezeichnend für dieses Verfahren ist zudem, das der eigentliche Rendervorgang nie zu einem vorgesehenen natürlichen Ende gelangt. Der Rendervorgang wird vom Benutzer dann abgebrochen, wenn das Bild seinen qualitativen Ansprüchen genügt.

Durch die Unterstützung von Funktionen wie Spektrallichtberechnung, ein virtuelles Kameramodell, physikalischen Himmel und vielem mehr ist Indigo in der Lage, deutlich realistischere Renderergebnisse zu erzeugen als herkömmliche GI (Global Illumination) Raytracing-Renderer.

Indigo benötigt keine Parameter wie GI-Durchläufe, AO (Ambient Occlusion)-Durchläufe, AA (Antialiasing)-Durchläufe, weiche Schatten oder kompliziertes Lichtsetup, um extrem realistische Ergebnisse zu erzeugen.

[Bearbeiten] Weiterverarbeitung

Es besteht die Möglichkeit, dass Indigo die bei rendern entstandenen Rohdaten in eine separate Datei mit der Dateiendung ".igi" abspeichert, sodass man den Vorgang, wie bereits oben erwähnt, später fortsetzen kann.

Jedoch kann man diese Daten auch dazu verwenden, das Bild mit dem auf der Indigo-Website angebotenen "Violet Tone Mapper"^[2] weiter zu verarbeiten. Hierbei können zum Beispiel realistisch aussehende Blend- und Linseneffekte hinzugefügt oder das Rauschen nachträglich leicht abgeschwächt werden. Auch können die Helligkeitsverteilung und der Weißabgleich verändert werden (siehe Tone Mapping).

[Bearbeiten] Materialeinstellungen

In Indigo gibt es 7 frei einstellbare Materialtypen, die wiederum durch eine Vielzahl von Parametern beeinflusst werden können.

Die Typen sind:

Diffuse - ein Objekt mit diesem Material hat eine matte Oberfläche.
Oren-Nayar - ein Objekt mit diesem Material hat eine raue Oberfläche.
Phong - ein Objekt mit diesem Material reflektiert das Licht unterschiedlich stark gerichtet, also entweder wie ein Spiegel oder auch wie eher mattes Metall. Beispiel: Die Basisfläche des rechten Bildes hat ein sehr diffuses Phong-Material, vermischt mit einem Diffuse-Material.
Specular - ein Objekt mit diesem Material kann transparent sein. Ist es transparent besteht die Wahl zwischen Transparenz mit oder ohne Subsurface Scattering.
Glossy Transparent - dieses Material ist transparent und hat eine raue Oberfläche, wobei die Wahl zwischen Transparenz mit oder ohne Subsurface Scattering besteht.
Diffuse Transmitter - ein Objekt mit diesem Material hat eine matte Oberfläche und ist lichtdurchlässig.
Blended - hier können zwei Materialien kombiniert werden. Beispielsweise kann man einem matten Material noch 30% Glanzmaterial zumischen, wie das beim grünen Objekt im rechten Bild geschehen ist.

Zusätzlich dazu gibt es noch zwei weitere Typen, die jedoch (noch) nicht zu den Materialien gehören:

Emitter - ein Objekt dieses Typs strahlt Licht ab, verhält sich also wie ein leuchtender Körper. Beispiel: Die rote Kugel im rechten Bild ist ein Emitter.
Exit Portal - ein Objekt dieses Typs, meist wird es eine Plane sein, lässt Sonne vergleichbar mit einem Fenster in die Szene hineinscheinen, wenn Licht jedoch aus der Szene auf dieses Objekt trifft, wird es behandelt, als hätte es die Szene für immer verlassen, wird also nicht weiter berechnet. Dies hat den Vorteil, dass es im Vergleich zu einem einfachen Loch in der Wand, wo das Licht noch lange nach dem durchtreten des Loches weiter berechnet werden muss, den Rendervorgang beschleunigt. In der Regel wird man dieses Objekt jedoch nur verwenden, wenn sich die Öffnung nach außen nicht im Blickfeld der Kamera befindet.

Außerdem besteht die Möglichkeit, auf eine Reihe von voreingestellten Stoffen als Materialien zurückzugreifen. Diese Materialien sind als ".nk"-Dateien im \nkdata\-Ordner der Indigo-Installation enthalten (Beispiel: Ag.nk für Silber).
Mit ihnen werden alle Eigenschaften des Materials wie Farbe oder Brechung definiert, jedoch nicht die "exponent"-Einstellung, also die Variable, die zwischen mattem oder spiegelndem Material unterscheidet. Diese Variable muss also zusätzlich angegeben werden. Link zur Auflistung aller NK-Materials ↓