Arnold(C4DToA)阿诺德渲染教程(113)：真香警告 硬件杀手 Arnold 渲染 Mandelbulb 分形大法 大型程序数据集 (附网友测试报告)

简介

炎炎夏日，烤机必备！，之前就了解过 Arnold 分形渲染，今天终于给撸出来了，不过人家大佬 7 年前就撸过了，不得不佩服 Arnold 的强大，分形上站酷的亲，记得帮推一下哦！

知识背景

本简短教程介绍如何通过 .ass 文件渲染 Mandelbulb。我们将生成 Mandelbrot 和 Julia 集的“Mandelbulb”3D 版本。有关如何生成 Mandelbulb 的详细信息。

大型程序数据集
本教程介绍了如何通过有限的 RAM 在程序中创建尽可能多的几何体。

用于在 Arnold 中渲染的、以程序方式生成的几何体在 3 个阶段使用 RAM。第一个阶段是生成数据，第二个阶段是填充 Arnold 的数据结构，最后一个阶段是创建光线加速数据结构（边界体积层次(BVH)通常是最大的）。所有这些阶段完成后，将开始实际渲染，这时不会使用更多内存。在 Arnold 的数据结构内直接构建数据数组是最高效的方法（如果可能）。用户无法控制 BVH 的 RAM 使用量。

Mandelbulb
在我们的示例中，将生成 Mandelbrot 和 Julia 集的“Mandelbulb”3D 版本。此算法涉及对函数 (Z^n+C) 进行迭代，并查看它是否离开半径为 2 的球体；如果在内部停留设定的步数，则将它视为“拘留点”，并在那里放置一个小球体。对于显示 Mandelbulb 来说，将此数学实体渲染为密集的球体栅格既不是最巧妙的方式，也不是最高效的方式；我们只是以此为方法来创建本教程所需的大量数据。

将生成分解为区块
我们无法得知渲染完成后会有多少个球体，因此无法直接填充 Arnold 的数组；因此我们改为填充链接列表，然后使用它在第二次处理时填充数组。如果我们使用所有球体的巨大链接列表来填充 RAM，则需要为 Arnold 分配一个数组以将数据复制到其中；使用此方法，我们只能利用系统中 RAM 的一半。在示例中，我们将任务分解为较小的区块，每个区块填充一个链接列表，分配一个数组，然后删除链接列表。这样，就可以将全部的 RAM 用于可渲染的几何体。在我们的示例中，我们只是将 Mandelbulb 分解为 X 轴上的板。

多线程
运行生成点的数学计算会占用 CPU 功率，许多现代系统都可以访问单个系统上的多个 CPU。为了尽可能高效地填充 RAM，我们提取每个区块，再将其分解为子区块，让单个 CPU 使用 Arnold 的 AiThreadCreate() 并行填充每个子区块。可以在此方法中并入许多其他加速方法（如 SIMD sin/cos 函数、将计算转移到 GPU 或其他方法），但是这些类型的优化未包括在示例中。

Julia 集是复平面上一些点的集合，当这些点进行平方并与某个常数 (C) 迭代相加后，“束缚点”没有逃出半径为 2 的圆形区域时，我们称这些点的集合为 Julia 集。对于常数 C 所有可能的值，存在一个完整的 Julia 集；C 是复平面上的一个二维值。

Julia 集有 2 种不同的类型：

1. 完全连通。
2. 由点组成的分散的 Cantor 尘（有关 Cantor 尘的详细信息，请参见 http://en.wikipedia.org/wiki/Cantor_set）
如果 Julia 集的中心点 (0,0) 是束缚点，则 Julia 集是完全连通的；如果它不是束缚点，则 Julia 集是 Cantor 尘。

Mandelbrot 集是所有完全连通的 Julia 集的集合。它是通过对所有可能的 Julia 集的中心点进行采样而生成的。这意味着，对应 Mandelbrot 集中的每个点，可以生成一个 Julia 集。虽然这两个集合在复平面中都是连续函数，但我们通常通过抽样一个均匀栅格（像素）来渲染它们，如果点是束缚点，将被渲染为黑色。
Mandelbulb 将这个数学计算延伸到三个维度。此生成器的工作原理是：对一个常规栅格中的所有点进行采样，如果点是束缚点，便将其添加到一个 Points 几何体节点中进行渲染。
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渲染步骤

1、创建一个 Arnold 程序对象。

2、为 Arnold 程序添加材质，创建场景照明等。

3、在 Arnold 程序--重写--用户选项，填入以下代码：
declare gridsize constant INT
gridsize 1200
declare max_iter constant INT
max_iter 9
declare power constant FLOAT
power 8
declare spheremult constant FLOAT
spheremult 1
declare orbitthresh constant FLOAT
orbitthresh 0.05
declare chunks constant INT
chunks 25
declare threads constant INT
threads 50
declare julia constant BOOL
julia off
declare Cval constant POINT
Cval -0 1 0

Arnold 渲染 Mandelbulb 分形大法代码参数解释参考

4、开启 IPR，再在 Arnold 程序--Main--类型--切换为 Mandelbulb，即可开启。

接下来感受一下真香警告吧，炎炎夏日，CPU 非常嗨~上图：

配置 2700X、32G，C4DtoA 2.5.2，C4D R19，采样 AA5~8，漫射 6，渲染 21 分钟，CPU 温度飙到 75°左右，大致如此，玩的开心哈！

群佬测试，2990WX 开景深，渲染 3 分钟不到，尼玛，这差距也太大~~

其他说明：

7 年前 Arnold 玩家就渲染了，由约 2.5 亿个球体构成的 Mandelbulb 上的球体大小，你们猜猜他当时用的啥配置？

安装说明