Pov ray for windows что это

Эта статья является третьей в цикле, посвященном различным реальным приложениям, которые могут использоваться для тестирования процессоров, компьютеров, ноутбуков и рабочих станций и которые в дальнейшем будут положены в основу нового тестового пакета iXBT Application Benchmark 2017. Напомним, что в первой статье данного цикла мы рассматривали два специализированных приложения LAMMPS и NAMD, которые используются для решения задач молекулярной динамики. Во второй статье мы уделили внимание специализированным математическим пакетам FFTW и GNU Octave. В нынешней же мы рассмотрим программы, которые используются для рендеринга трехмерных сцен. Всего рассматривается три популярных рендера: POV-Ray 3.7, LuxRender 1.6 и Вlender 2.77a.

POV-Ray 3.7

POV-Ray — это бесплатная программа с доступным исходным кодом, которая позволяет создавать трехмерные, фотореалистичные изображения с использованием техники рендеринга, называемой трассировкой лучей.

Программа читает текстовые файлы, в которых хранится информация, описывающая объект и освещение сцены, и генерирует сцену из определенной точки расположения камеры (которая также описана в файле).

Имеются скомпилированные под Windows версии программы.

В программе POV-Ray 3.7 имеется встроенный бенчмарк (POV-Ray benchmark 2.01), который может запускаться как из меню главного окна программы (Render→Run Benchmark (All CPU’s)), так и из командной строки. При тестировании мы запускаем бенчмарк в режиме командной строки, поскольку это просто удобнее. Синтаксис команды следующий:

Вообще, скорость работы рендеров часто измеряется в PPS (Pixel Per Second), то есть в количестве отрендеренных пикселей за секунду. Но в нашем случае измеряется именно время рендеринга всей сцены.

LuxRender 1.6 x64 OpenCL

LuxRender относится к категории фотореалистичных или физически точных (без допущений) рендеров. Это бесплатная программа с удобным пользовательским интерфейсом. Сцены для LuxRender могут быть подготовлены в различных 3D-программах, таких как Blender, 3DS Max, Maya и пр.

Имеются версии LuxRender под Windows, Mac OS X и операционные системы на базе ядра Linux. При тестировании мы используем 64-битную Windows-версию программы с поддержкой технологии OpenCL (LuxRender 1.6 x64 OpenCL).

На сайте разработчика можно скачать сцену (luxtime.lxs), которую рекомендуется использовать для тестирования.

Поскольку LuxRender является фотореалистичным рендером, процесс рендеринга в нем может длиться бесконечно долго. Точнее, он длится до тех пор, пока пользователь не остановит процесс при достижении удовлетворительного качества. Пользовательский интерфейс программы LuxRender позволяет задать условия, при достижении которых рендеринг будет остановлен. Это могут быть временны́е ограничения, когда задается время рендеринга, либо ограничения по качеству, которое задается в S/p (Samples per pixel). Хорошее качество достигается при значении 100 S/p, однако такое качество требует очень продолжительного времени рендеринга. Поэтому при тестировании мы ограничиваем качество на уровне 30 S/p, измеряя время рендеринга, которое требуется для достижения такого качества.

Вlender 2.77a

В отличие от LuxRender и POV-Ray, Blender) — это уже полноценный редактор трехмерной графики и анимации. Приложение бесплатное и включает в себя средства моделирования, анимации, постобработки и монтажа видео со звуком и, что самое главное, средства рендеринга.

На сайте производителя есть версии этого программного пакета под Mac OS X, Linux и Windows. Для тестирования мы используем 64-битную Windows-версию Вlender 2.77a.

Кроме того, на сайте производителя есть примеры сцен, которые можно использовать для тестирования. Мы используем сцену BMW Benchmark (файл BMW27.blend.zip).

Запуск процесса рендеринга возможен как из интерфейсного окна самой программы (клавиша F12), так и из командной строки. Для тестирования режим запуска из командной строки более удобен. Команда запуска процесса рендеринга имеет огромное количество параметров, ознакомиться с которыми можно, набрав команду blender.exe -h.

Для тестирования мы используем следующую команду:

В данном случае подразумевается, что процесс рендеринга происходит в фоновом режиме (параметр —b) и рендерится только один кадр (параметр -f 1).

Тестовый стенд и методика тестирования

Для тестирования с использованием рендеров POV-Ray, LuxRender и Blender мы использовали стенд следующей конфигурации:

• Процессор: Intel Core i7-6950X (Broadwell-E);
• Системная плата: Asus Rampage V Edition 10 (Intel X99);
• Память: 4×4 ГБ DDR4-2400 (Kingston HyperX Predator HX424C12PBK4/16);
• Видеокарта: Nvidia Quadro 600;
• Накопитель: SSD Seagate ST480FN0021 (480 ГБ).

В ходе тестирования замерялось время выполнения тестовых задач.

Рассматривалась зависимость результатов тестирования от количества используемых ядер процессора, от частоты ядер процессора и от частоты памяти.

Зависимость результатов от количества ядер процессора

Количество используемых в ходе тестирования ядер процессора Intel Core i7-6950X регулировалось через настройки UEFI BIOS платы Asus Rampage V Edition 10. Напомним, что процессор Intel Core i7-6950X является 10-ядерным, но поддерживает технологию Hyper-Threading, поэтому операционной системой и приложениями он видится как 20-ядерный (имеет 20 логических ядер).

Мы не отключали технологию Hyper-Threading и меняли лишь количество физических ядер процессор от 1 до 10. В дальнейшем мы будем говорить о логических ядрах процессора, количество которых менялось от 2 до 20 с шагом 2.

Частота работы всех ядер процессора фиксировалась и составляла 4,0 ГГц.

Результаты тестирования следующие:

Для всех рендеров время выполнения тестовой задачи зависит от количества процессоров примерно одинаково. При удвоении числа ядер процессора время выполнения теста уменьшается примерно в 2 раза, скорость выполнения тестовых задач меняется почти линейно в зависимости от числа ядер процессора. Это особенно хорошо видно по графику зависимости нормированной скорости выполнения тестовых задач от числа ядер процессора (нормируется относительно времени выполнения задач на двух логических ядрах процессора).

Для рендеров POV-Ray и LuxRender скорость выполнения тестовых задач меняется линейно в зависимости от числа ядер процессора фактически во всем диапазоне: при увеличении числа ядер от 2 до 20 скорость возрастает почти в 10 раз. Для рендера Blender линейная зависимость скорости выполнения тестовой задачи от числа ядер процессора наблюдается лишь в диапазоне от 2 до 12 ядер. При большем количестве ядер (от 12 до 20) зависимость тоже почти линейная, но коэффициент линейной зависимости уже меньше. В результате при увеличении числа ядер от 2 до 12 скорость возрастает почти в 5,5 раза, а при увеличении числа ядер от 2 до 20 скорость возрастает в 7,7 раза.

Зависимость результатов от частоты процессора

Частота ядер процессора Intel Core i7-6950X менялась в настройках UEFI BIOS платы Asus Rampage V Edition 10 путем изменения коэффициента умножения. Частота работы всех ядер фиксировалась (то есть режим Turbo Boost отключался). Использовались все ядра процессора (10 физических/20 логических). Частота менялась от 3,0 ГГц до 4,2 ГГц с шагом 200 МГц.

Результаты тестирования следующие:

Как видно по результатам тестирования, во всех трех рендерах время выполнения тестовых задач зависит от частоты ядер процессора практически одинаково. При увеличении частоты с 3 до 4,2 ГГц (увеличение на 40%) время выполнения тестовых задач уменьшается примерно на 24%.

Зависимость результатов от частоты памяти

Теперь рассмотрим зависимость скорости выполнения тестовых задач от частоты работы памяти. Память DDR4 работала в четырехканальном режиме (по одному модулю на канал), а частота памяти менялась в настройках UEFI BIOS в диапазоне от 1600 МГц до 2800 МГц c шагом в 200 МГц. Тайминги памяти фиксировались и не менялись при изменении частоты. Все ядра процессора работали на частоте 4,0 ГГц.

Результаты тестирования следующие:

Как видим, скорость выполнения тестовых задач во всех рендерах никак не зависит от частоты работы памяти. По крайней мере, в четырехканальном режиме работы пропускной способности памяти DDR4 вполне достаточно даже на частоте 1600 МГц, и дальнейшее увеличение частоты памяти не позволяет ускорить выполнение тестовых задач.

Это типичный для большинства приложений результат. Приложения, скорость работы которых зависит от частоты памяти — это, скорее, исключение из правил.

Заключение

Итак, в этой статье были рассмотрены три приложения для рендеринга: POV-Ray 3.7, LuxRender 1.6 и Вlender 2.77a. На примере 10-ядерного процессора Intel Core i7-6950X было показано, что, во-первых, тестовые задачи в этих пакетах отлично распараллеливаются на все ядра процессора и загружают их на 100%. Именно это обстоятельство позволяет рассматривать данные приложения как отличный вариант для тестирования многоядерных процессоров. Зависимость скорости выполнения тестовых задач от числа ядер процессора является почти линейной для всех рендеров.

Во-вторых, было показано, что время выполнения тестовых задач во всех трех рендерах линейным образом зависит от частоты ядер процессора. При увеличении частоты процессора на 40% время выполнения тестовых задач уменьшается примерно на 24%.

В-третьих, было показано, что время выполнения тестовых задач во всех трех рендерах никак не зависит от частоты памяти DDR4 (в четырехканальном режиме и в диапазоне от 1600 до 2400 МГц).

В следующей статье данного цикла мы рассмотрим два видеоконвертора: HandBrake 0.10.5 и MediaCoder 0.8.45.5852.

From Wikipedia, the free encyclopedia

Original author(s)	David Kirk Buck, Aaron A. Collins, Alexander Enzmann
Developer(s)	The POV-Team
Initial release	July 29, 1991; 32 years ago[1][2]
Stable release	3.7.0.10[3]  / 8 July 2021; 2 years ago
Preview release	v3.8.0-beta.2 (August 9, 2021; 2 years ago[4]) [±]
Repository	github.com/POV-Ray/povray
Written in	C++
Operating system	Cross-platform
Type	Ray tracer
License	AGPL-3.0-or-later[5]
Website	www.povray.org

The Persistence of Vision Ray Tracer, most commonly acronymed as POV-Ray, is a cross-platform ray-tracing program that generates images from a text-based scene description. It was originally based on DKBTrace, written by David Kirk Buck and Aaron A. Collins for Amiga computers. There are also influences from the earlier Polyray^[6] raytracer because of contributions from its author, Alexander Enzmann. POV-Ray is free and open-source software, with the source code available under the AGPL-3.0-or-later license.

History[edit]

Sometime in the 1980s, David Kirk Buck downloaded the source code for a Unix ray tracer to his Amiga. He experimented with it for a while and eventually decided to write his own ray tracer named DKBTrace after his initials. He posted it to the «You Can Call Me Ray» bulletin board system (BBS) in Chicago, thinking others might be interested in it. In 1987, Aaron A. Collins downloaded DKBTrace and began working on an x86 port of it. He and David Buck collaborated to add several more features.

When the program proved to be more popular than anticipated, they could not keep up with demand for more features. Thus, in July 1991, David turned over the project to a team of programmers working in the «GraphDev» forum on CompuServe. At the same time, David felt that it was inappropriate to use his initials on a program he no longer maintained. The name «STAR-Light» (Software Taskforce on Animation and Rendering) was initially used, but eventually the name became «PV-Ray», and then ultimately «POV-Ray» (Persistence of Vision Ray Tracer),^[2] a name inspired by Dalí’s painting, The Persistence of Memory.^[7][8]

Features of the application, and a summary of its history, are discussed in a February 2008 interview with David Kirk Buck and Chris Cason on episode 24 of FLOSS Weekly.^[8]

Features[edit]

POV-Ray has matured substantially since it was created. Recent versions of the software include the following features:

• a Turing-complete scene description language (SDL) that supports macros and loops^[9]
• a library of ready-made scenes, textures, and objects
• support for a number of geometric primitives and constructive solid geometry
• several kinds of light sources
• atmospheric effects such as fog and media (smoke, clouds)
• reflections, refractions, and light caustics using photon mapping
• surface patterns such as wrinkles, bumps, and ripples, for use in procedural textures and bump mapping
• radiosity
• support for textures and rendered output in many image formats, including TGA, PNG, and JPEG, among others
• extensive user documentation
• support for custom output resolutions^[10] (This includes extreme resolutions such as 16K)
• two types of SSAA^[11] Type 1 is an adaptive, non-recursive, super-sampling method. It is adaptive because not every pixel is super-sampled. Type 2 is an adaptive and recursive super-sampling method. It is recursive because the pixel is sub-divided and sub-sub-divided recursively. The adaptive nature of type 2 is the variable depth of recursion.^[11]

One of POV-Ray’s main attractions is its large collection of third-party-made assets and tools. A large number of tools, textures, models, scenes, and tutorials can be found on the web. It is also a useful reference for those wanting to learn how ray tracing and related 3D geometry and computer graphics algorithms work.

Current version[edit]

The current official version of POV-Ray is 3.7. This version introduces:

• support for symmetric multiprocessing (SMP), to allow the renderer to take advantage of multiple processors
• support for high-dynamic-range imaging (HDRI), including the OpenEXR and radiance file formats
• improved bounding using BSP trees

Some of the main introduced features of the previous release (3.6) are:

• extending UV mapping to more primitives
• adding 16- and 32-bit integer data to a density file
• improving 64-bit compatibility

In July 2006, Intel Corporation started using the beta version of 3.7 to demonstrate their new dual-core Conroe processor due to the efficiency of the SMP (symmetric multiprocessing) implementation.

Primitives[edit]

POV-Ray, in addition to standard 3D geometric shapes like tori, spheres, and heightfields, supports mathematically defined primitives such as the isosurface (a finite approximation of an arbitrary function), the polynomial primitive (an infinite object defined by a 15th order or lower polynomial), the julia fractal (a 3-dimensional slice of a 4-dimensional fractal), the superquadratic ellipsoid (an intermediate between a sphere and a cube), and the parametric primitive (using equations that represent its surface, rather than its interior).

POV-Ray internally represents objects using their mathematical definitions; all POV-Ray primitive objects can be described by mathematical functions. This is different from many computer programs that include 3D models, which typically use triangle meshes to compose all the objects in a scene.

This fact provides POV-Ray with several advantages and disadvantages over other rendering and modeling systems; POV-Ray primitives are more accurate than their polygonal counterparts: objects that can be described in terms of spheres, planar surfaces, cylinders, tori, and the like, are perfectly smooth and mathematically accurate in POV-Ray renderings, whereas polygonal artifacts may be visible in mesh-based modeling software. POV-Ray primitives are also simpler to define than most of their polygonal counterparts, e.g., in POV-Ray, a sphere is described simply by its center and radius; in a mesh-based environment, a sphere must be described by a multitude of small connected polygons (usually quads or triangles).

On the other hand, script-based primitive modeling is not always a practical method to create certain objects, such as realistic characters or complex man-made artifacts like cars. Those objects can be created first in mesh-based modeling applications such as Wings 3D and Blender, and then they can be converted to POV-Ray’s own mesh format.

Examples of the scene description language[edit]

The following is an example of the scene description language used by POV-Ray to describe a scene to render. It demonstrates the use of a background colour, camera, lights, a simple box shape having a surface normal and finish, and the transforming effects of rotation.

 #version 3.6;
// Includes a separate file defining a number of common colours
 #include "colors.inc"
 global_settings { assumed_gamma 1.0 }

// Sets a background colour for the image (dark grey)
 background   { color rgb <0.25, 0.25, 0.25> }

// Places a camera
// direction: Sets, among other things, the field of view of the camera
// right: Sets the aspect ratio of the image
// look_at: Tells the camera where to look
 camera       { location  <0.0, 0.5, -4.0>
                direction 1.5*z
                right     x*image_width/image_height
                look_at   <0.0, 0.0, 0.0> }

// Places a light source
// color: Sets the color of the light source (white)
// translate: Moves the light source to a desired location
 light_source { <0, 0, 0>
                color rgb <1, 1, 1>
                translate <-5, 5, -5> }
// Places another light source
// color: Sets the color of the light source (dark grey)
// translate: Moves the light source to a desired location
 light_source { <0, 0, 0>
                color rgb <0.25, 0.25, 0.25>
                translate <6, -6, -6> }

// Sets a box
// pigment: Sets a color for the box ("Red" as defined in "colors.inc")
// finish: Sets how the surface of the box reflects light
// normal: Sets a bumpiness for the box using the "agate" in-built model
// rotate: Rotates the box
 box          { <-0.5, -0.5, -0.5>,
                <0.5, 0.5, 0.5>
                texture { pigment { color Red }
                          finish  { specular 0.6 }
                          normal  { agate 0.25 scale 1/2 }
                        }
                rotate <45,46,47> }

The following script fragment shows the use of variable declaration, assignment, comparison and the while loop construct:

 #declare the_angle = 0;

 #while (the_angle < 360)
 	box {   <-0.5, -0.5, -0.5>
 		<0.5, 0.5, 0.5>
                texture { pigment { color Red }
                          finish  { specular 0.6 }
                          normal  { agate 0.25 scale 1/2 } }
 		rotate the_angle }
 	#declare the_angle = the_angle + 45;
 #end

Modeling[edit]

The POV-Ray program itself does not include a modeling feature; it is essentially a pure renderer with a sophisticated model description language. To accompany this feature set, third parties have developed a large variety of modeling software, some specialized for POV-Ray, others supporting import and export of its data structures, including the free and open-source 3D creation suite Blender.

A number of additional POV-Ray compatible modelers are linked from Povray.org: Modelling Programs.

In 2007, POV-Ray acquired the rights to Moray,^[12] an interactive 3-D modeling program long used with POV-Ray. However, as of December 2016, Moray development is stalled.^[13]

Software[edit]

Development and maintenance[edit]

Official modifications to the POV-Ray source tree are done and/or approved by the POV-Team. Most patch submission and/or bug reporting is done in the POV-Ray newsgroups on the news.povray.org news server (with a Web interface also available). Since POV-Ray’s source is available there are unofficial forks and patched versions of POV-Ray available from third parties; however, these are not officially supported by the POV-Team.

Official POV-Ray versions currently do not support shader plug-ins.^[14] Some features, like radiosity and splines are still in development and may be subject to syntactical change.

Platform support[edit]

POV-Ray 3.6 is distributed in compiled format for Mac, Windows and Linux.
Support for Intel Macs is not available in the Mac version, but since Mac OS X is a version of Unix the Linux version can be compiled on it.

The 3.7 versions with SMP support are officially supported for Windows and Linux. Unofficial Mac versions for v3.7 can be found.^[15]

POV-Ray can be ported to any platform which has a compatible C++ compiler.

Licensing[edit]

Originally, POV-Ray was distributed under its own POV-Ray License. Namely, the POV-Ray 3.6 Distribution License^[16] and the POV-Ray 3.6 Source License,^[17] which permitted free distribution of the program source code and binaries, but restricts commercial distribution and the creation of derivative works other than fully functional versions of POV-Ray.

Although the source code of older versions is available for modification, due to the above 3.6 and prior license restrictions, it was not open source or free software according to the OSI or the FSF definition of the term. This was a problem as source code exchange with the greater FOSS ecosystem was impossible due to License incompatibility with copyleft licenses.

One of the reasons that POV-Ray was not originally licensed under the free software GNU General Public License (GPL), or other open source licenses, is that POV-Ray was developed before the GPL-style licenses became widely used; the developers wrote their own license for the release of POV-Ray, and contributors to the software worked under the assumption their contributions would be licensed under the POV-Ray 3.6 Licenses.

In 2013, with version 3.7, POV-Ray was relicensed under the Affero General Public License version 3 (or later).^[18] Thus POV-Ray is since then free software according to the FSF definition and also open source software according to the Open Source Definition.

See also[edit]

• Blender – a free and open-source software program for 3D modeling, animation, and rendering
• Kerkythea – a freeware ray-tracing program with enhanced Sketchup compatibility
• Sunflow – an open-source rendering system for photo-realistic image synthesis, written in Java
• YafaRay – a popular free open-source ray-tracing engine

References[edit]

External links[edit]

• Official website
• POV-Ray at Curlie