在 GPU 上的 Keyshot 中渲染焦散

焦散是自然界中最美丽的照明现象之一。当光通过镜面反射或从镜面反射时形成焦散。示例包括通过一杯干邑白兰地聚焦的光线、游泳池底部的微光，甚至是从窗户射入尘土飞扬的环境中的光束。

1. Keyshot 焦散介绍。

光子映射的工作原理是将来自光源的光子追踪到场景中，并在这些光子与场景中的表面或体积交互时存储这些光子。第二步是使用光线追踪（或路径追踪）算法渲染场景，该算法使用光子来计算焦散和其他照明元素。原始的光子映射算法可以渲染漂亮的焦散和全局照明，但它受限于可用于渲染给定场景的光子数量。

渐进光子映射是第一个能够在一般场景中渲染全局照明和焦散的算法。为了说明这一点，图 3 显示了一个由点光源照亮的漫射平面上的简单反射立方体。如果这个立方体是使用路径追踪渲染的，它完全没有焦散，因为光从立方体反射到漫反射平面上。更高级的算法，例如双向路径追踪、都市光传输，可以在漫反射平面上渲染焦散，但这些方法都不能渲染该焦散立方体中的反射（所谓的镜面反射-漫反射-镜面反射相互作用）。目前的几个“基于物理的渲染器”只能渲染中间图像中显示的焦散，而缺乏渲染焦散反射的能力。

KeyShot从一开始就一直在使用渐进式光子贴图，并且从第一版开始，KeyShot就能够通过单击来渲染焦散。KeyShot正在使用自适应渐进光子映射的更新开发来计算复杂间接照明上的焦散。该算法非常复杂，需要复杂的数据结构来跟踪光子，并且只能在CPU上运行。

2. GPU 上的焦散速度极快。

KeyShot 9是第一个充分利用 GPU 的 KeyShot 版本。RTX 技术与成熟的 CUDA 编程框架相结合，使得在 GPU 上运行所有光线追踪、光子映射、着色等成为可能。最终结果是一种焦散算法，该算法可以处理数千种灯光，快速近距离渲染高度详细的焦散，并且在新的 NVIDIA RTX Ampere GPU 上运行速度极快。

KeyShot 10 中基于 RTX GPU 的新焦散是一款适用于任何使用透明或反光产品（如香水、珠宝、照明设计师等）的人的工具。可以说这是在GPU或CPU上显示焦散的最佳算法。

KeyShot中的GPU渲染是一项可用于实时渲染和本地渲染的功能。它具有一键式GPU渲染模式，可在启用 NVIDIA RTX 的GPU 中利用多个GPU和专用光线追踪硬件加速的性能。如果需要，您可以在GPU和CPU之间切换，甚至可以使用一种用于渲染，一种用于工作，这会带来巨大的性能改进，并为您的场景设置、工作流程和输出提供更大的灵活性。

Keyshot可以使用计算机的中央处理器 (CPU) 或图形卡 (GPU) 进行渲染。CPU和GPU在处理方式上基本相同。CPU和GPU渲染使用情况取决于使用需求。具体来说，在建筑行业，大多数建筑师倾向于通过CPU而不是GPU进行渲染，虽然这需要更多时间，但会产生更高质量的图像。

相比之下，专门用于管理复杂、图形密集型、虚拟现实和人工智能 (AI) 创新（例如电影制作、动画和产品设计）的行业可以从GPU渲染中受益更多。因为GPU的功能要强大得多，而且与CPU技术不同，它们可以从头到尾同时处理多个内核的指令。这将使您的渲染时间至少快10倍。

为了减少渲染时间，您可能会考虑投资购买多核CPU处理器（例如 Dual Xeon）和具有高CUDA核心数的GPU，因为GPU渲染允许您加快渲染速度。根据您计算机中的显卡数量。

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