Blender-Cycles-Rendering: Zeit und Speicherverbrauch steuern

Die Cycles-Einstellungen im Online-Handbuch von Blender bieten verschiedene Möglichkeiten, Renderzeit und Speicherverbrauch auf die jeweilige Szene abzustimmen. Die folgenden Praxisschritte befassen sich mit häufigen Herausforderungen bei Innenraumvisualisierungen: langsame Renderzeiten, hoher Speicherbedarf und wiederholte Renderings. Die verlinkten Seiten stammen aus der „latest“-Version des Blender-Handbuchs. Da die Dokumentation keine konkrete Blender-Versionsnummer nennt, enthält auch dieser Leitfaden keine Versionsnummer. Einstellungsnamen und Menüpfade werden so wiedergegeben, wie sie in den Quellen angegeben sind.

1. Zuerst das Rendergerät und das Performance-Ziel festlegen

Die Option Device im Render-Panel bestimmt, welches Berechnungsgerät Cycles verwendet. CPU wird als Option beschrieben, die alle Cycles-Funktionen unterstützt, während GPU Compute in vielen Fällen schneller sein kann. Beim GPU-Rendering können die verfügbaren Funktionen jedoch je nach gewähltem Backend eingeschränkt sein. Statt allein aufgrund der erwarteten Geschwindigkeit auf GPU umzuschalten, sollte man daher prüfen, welche Funktionen die Szene verwendet und wie das Renderergebnis ausfällt.

Auch die Voreinstellungen unter Render › Performance bieten einen möglichen Ausgangspunkt. Default gleicht Speicherverbrauch und Geschwindigkeit aus. Faster Render wendet Einstellungen an, die das Rendering auf Kosten eines höheren Speicherverbrauchs beschleunigen sollen. Lower Memory kann den Speicherbedarf reduzieren, das Rendering jedoch verlangsamen. Diese Optionen garantieren nicht für jede Szene das beste Ergebnis. Ein kurzer Vergleich mit demselben Frame ist daher die zuverlässigere Grundlage für die Auswahl.

2. Die Tile-Größe an den Speicherbedarf anpassen

Bei hochauflösenden Bildern beeinflusst die Tile-Größe den Speicherverbrauch der Renderdurchläufe. Im Cycles-Handbuch werden 2048 Pixel als ausgewogener Standardwert für die meisten Szenen angegeben. Wenn der Speicher nicht ausreicht, kann eine Reduzierung auf 1024 oder 512 Pixel helfen, den Verbrauch zu senken; dafür kann die Performance etwas zurückgehen.

Tiles werden während des Renderings auf der Festplatte zwischengespeichert. Kleinere Tiles können außerdem den Speicherbedarf des Texture Cache reduzieren, da in jedem Schritt nur die benötigten Texturbilder geladen werden müssen. Prüfen Sie dennoch zunächst, wie sich die Szene mit der aktuellen Tile-Einstellung verhält. Wenn kein Speicherproblem vorliegt, muss der Wert nicht ohne konkreten Anlass geändert werden.

3. Texture Cache bei Szenen mit vielen Texturen prüfen

Bei Projekten mit vielen Bildtexturen kann Texture Cache den Speicherverbrauch und die Startzeit verringern. Dafür kann die Render-Performance leicht sinken und mehr Speicherplatz auf der Festplatte belegt werden. Das System speichert Texturen als gekachelte und mit Mipmaps versehene .tx-Dateien, sodass während des Renderings nur die benötigten Bereiche und Auflösungen geladen werden. Der Standardpfad ist der Ordner blender_tx/ neben der Bilddatei; der Dateipfad kann in den Einstellungen geändert werden.

Mit Auto Generate können .tx-Dateien während des Renderings automatisch erstellt und aktualisiert werden. Ändert sich das Quellbild, werden die Dateien neu erstellt. Generate erstellt Dateien für alle Bilder, die von Materialien in der Blend-Datei verwendet werden; Clear löscht die von Cycles erstellten Texture-Cache-Dateien. Wenn der Speicherplatz begrenzt ist oder sich die Quelltexturen häufig ändern, sollten Sie auch die Dateien berücksichtigen, die diese Optionen in den Projektordnern erzeugen.

4. Bei wiederholten Renderings und Animationen den Speicher im Blick behalten

Persistent Data kann Renderdaten nach Abschluss des Vorgangs im Speicher behalten und so erneute Renderings und Animationen beschleunigen. Dadurch wird mehr Speicher belegt, während in Blender andere Arbeiten ausgeführt werden. Wenn dieselbe Szene wiederholt gerendert wird, kann diese Option Zeit sparen. Bei speicherintensiven Arbeiten kann sie jedoch den für andere Vorgänge verfügbaren Speicher verringern.

Wenn CPU verwendet wird, lässt sich auch Threads Mode an den jeweiligen Workflow anpassen. Auto-Detect wählt die Anzahl der Threads automatisch anhand der Zahl der logischen Prozessoren. Mit Fixed kann die maximale Anzahl der beim Rendering verwendeten Threads manuell festgelegt werden. Wenn der Computer während des Renderings weiter genutzt werden soll, empfiehlt das Handbuch, gegebenenfalls eine niedrigere Thread-Grenze als die Zahl der Prozessoren einzustellen.

5. Mit Bake wiederholte Berechnungen reduzieren

Bake überträgt Material- und Beleuchtungsinformationen von Cycles in Bildtexturen. Zu den Anwendungsfällen gehören das Erstellen von Base Color oder Normal Maps für den Export in eine Game Engine, das Fixieren von Ambient Occlusion oder prozeduralen Texturen sowie das Erzeugen von Lightmaps. Ein AO-Bake für wichtige Objekte kann insbesondere Renderzeit sparen, da AO beim vollständigen Rendering nicht erneut berechnet werden muss.

1. Vergewissern Sie sich, dass das Mesh, das gebacken werden soll, eine UV-Map hat.

2. Bereiten Sie die als Ziel verwendete Color-Attribute-Ebene oder einen Image-Texture-Node mit einem Bild vor. Soll ein Image-Texture-Node als Ziel dienen, muss er aktiv und ausgewählt sein; andernfalls wird für dieses Material kein Bake ausgeführt.

3. Wählen Sie im Bereich Render › Bake den passenden Bake Type. Normal überträgt beispielsweise die Oberflächennormalen, Ambient Occlusion die Umgebungsverdeckung. Combined kombiniert Material-, Textur- und Beleuchtungsinformationen, mit Ausnahme von Spekularität.

4. Prüfen Sie das Bake-Ziel und die erforderlichen Beiträge. Cycles verwendet beim Bake die Render-Einstellungen, etwa die Sample-Anzahl und die Licht-Bounces. Die Bake-Qualität hängt daher von den aktuellen Render-Einstellungen ab.

5. Prüfen Sie beim Bake in ein Bild den Wert Margin rund um die UV-Inseln. Die Optionen Extend, die Randpixel verlängert, und Adjacent Faces, das mit benachbarten Flächen auffüllt, können dabei helfen, Unterbrechungen an UV-Nähten bei Texturfilterung und Mip-Map-Nutzung zu reduzieren.

6. Beim Übertragen von Details zwischen High- und Low-Poly-Modellen aufpassen

Die Methode Selected to Active backt die Oberflächenschattierung ausgewählter Objekte auf das aktive Objekt. Die Strahlen werden vom Low-Poly-Objekt in Richtung High-Poly-Objekt gesendet. Wenn das High-Poly-Modell das Low-Poly-Modell nicht vollständig umschließt, kann sich die Verwendung von Max Ray Distance oder eines Cage auf das Ergebnis auswirken. Für mehr Kontrolle kann Cage Object ausgewählt werden. Das Handbuch weist außerdem darauf hin, dass jedes als Bake-Quelle verwendete Objekt einen festen Anteil des CPU-Speichers beansprucht. Um Speichermangel zu vermeiden, können High-Poly-Objekte zusammengeführt werden.

Häufige Fehler

• Den Image-Texture-Node, der als Bake-Ziel dienen soll, nicht aktivieren und auswählen.

• Einen Bake-Vorgang ohne UV-Map am Mesh oder ohne geeignetes Bake-Ziel starten.

• Annehmen, dass GPU Compute auf jedem Backend dieselben Funktionen wie CPU unterstützt.

• Die Tile-Größe reduzieren, obwohl kein Speicherproblem vorliegt, oder den Speicherplatzbedarf von Texture Cache außer Acht lassen.

• Bei Selected-to-Active-Bakes Cage, Strahlreichweite und Speicherbedarf der Objekte nicht prüfen.

Auswirkungen auf den Workflow für Architekturvisualisierung

Für Teams in der Innenraum- und Architekturvisualisierung hängt die sinnvollste Einstellung davon ab, wo der Engpass der Szene liegt. Wenn bei hochauflösenden Renderings der Speicher zum Problem wird, kommen die Tile-Größe und die Option Lower Memory infrage. Bei Projekten mit vielen Bildtexturen kann Texture Cache den Speicherbedarf und die Startzeit reduzieren, allerdings auf Kosten von mehr Speicherplatz auf der Festplatte. GPU Compute kann die Geschwindigkeit erhöhen, doch die Einschränkungen des Backends müssen zur Szene passen.

Bei Szenen, die wiederholt gerendert werden, kann Persistent Data Zeit sparen, verringert jedoch den verfügbaren Speicher. Bake kann bestimmte Workflows entlasten, indem Oberflächeninformationen, die nicht erneut berechnet werden müssen, in Texturen umgewandelt werden. Um unerwartete Abweichungen zu vermeiden, sollten Büros die Ergebnisse, die benötigte Zeit und den Speicherverbrauch vor einer Einstellungsänderung anhand desselben Frames und derselben Szene vergleichen. Außerdem empfiehlt es sich, die Menüpfade und Geräteunterstützung in der verwendeten Blender-Version zu überprüfen.