Reyes渲染架構

該架構是80年代中期由盧卡斯影業的計算機圖形研究小組成員艾德文·卡特姆、洛倫·卡彭特和羅伯特·庫克所開發的，那個研究小組最後發展成了今天的皮克斯。該架構最早使用於1982年的科幻片《星際迷航2：可汗之怒》中的創世片段。皮克斯的PRMan是Reyes算法的一個實現。

根據最初描述該算法的論文，Reyes渲染系統是一個用於複雜圖像的快速高質量渲染的“架構”，論文中指出Reyes包括一系列算法和數據處理系統，不過本詞條中的“算法”和“架構”是同義的。

Reyes是Renders Everything You Ever Saw（渲染你曾見到的任何物體）的首字母縮寫，這個名字也是盧卡斯影業以前所在地——加州Reyes海角的名字，因此Reyes是雙關語，它還暗指和光學影像系統有關的過程。根據羅伯特·庫克的説法，Reyes的正確寫法是首字母大寫，其餘小寫，和1987年庫克/卡彭特/卡特姆的SIGGRAPH論文中一樣。

Reyes架構的設計遵從以下目標：

Reyes算法能很高效的渲染一些電影畫面要求的必不可少的效果：光滑的曲面、表面紋理、運動模糊和景深。

Reyes渲染流程

Reyes算法通過把參數曲面分割成微多邊形（micropolygon）——小於一個像素的四邊形，來渲染光滑曲面。雖然要精確逼近曲面需要很多微多邊形，不過他們可以簡單並行的進行處理。Reyes渲染器對高級的幾何圖形進行細分時，會根據需要來進行，它只需要剛好細分到使圖形在最終圖像中看起來光滑的程度。

然後，一個着色系統給微多邊形的每個頂點賦予一個顏色和透明度，許多Reyes渲染器允許用户使用着色語言編寫任意的燈光和紋理函數。微多邊形可以在一個大的網格里進行處理，因此可以進行並行向量處理。

經過着色的微多邊形在屏幕空間進行採樣，以生成輸出圖像。Reyes引入了一個開創性的隱面判別算法或者叫hider，算法對運動模糊和景深進行必要的整合，而無需比未加模糊的渲染使用更高的模型和着色採樣數。hider通過一種稱為隨機採樣的蒙特卡洛方法收集一定時間和鏡頭位置內每個像素裏微多邊形的顏色。

在這個設計中，渲染器必須把整個圖像緩存在內存中，因為必須把所有的圖形都處理完成以後才能輸出最終圖像。一般在dice步驟之前會進行一步叫bucketing的常見內存優化，這一步中，輸出圖像被分割成若干指定大小的小塊，通常每一塊是16x16像素大小，之後，場景中的物體沿着每小塊的大致邊緣按照位置分割到不同的塊裏，然後每個小塊分別進行處理，處理下一小塊之前會先丟棄上一個小塊的數據。如此只有當前的小塊區域裏的圖形被加載到內存裏，通常的情況下，這種處理能比未修改的Reyes算法顯著的減少內存的使用。

以下渲染器使用了Reyes算法，或者用户可以根據需要選擇使用Reyes算法：