A renderelés fontos szerepet játszik a számítógépes grafikus fejlesztési ciklusban.
Mint a film fejlesztése
A renderelés a 3D-s termelés legtechnikailag összetett aspektusa, de az analógia kontextusában könnyen értelmezhető: Olyan, mint egy filmfotó, ki kell dolgoznia és kinyomtatnia kell a fényképeket, mielőtt azok megjeleníthetők, a számítógépes grafikus szakemberek hasonló terheket terhelik szükségesség.
Amikor egy művész egy 3D jeleneten dolgozik, az általa manipulált modellek valójában a pontok és a felületek (pontosabban a csúcsok és sokszögek) matematikai ábrázolása háromdimenziós térben.
A kifejezés kifejezés a 3D szoftvercsomag render motor által végzett számításokra vonatkozik, hogy a jelenetet matematikai közelítéssel véglegesített 2D képké alakítsa. A folyamat során az egész jelenet térbeli, textúrális és világítási információit egyesítjük, hogy meghatározzuk az egyes pixelek színértékét a lapított képben.
Kétféle renderelés
A renderelés két fő típusa van, fő különbségük a képek számításának és véglegesítésének gyorsasága.
- Valós idejű megjelenítés: A valós idejű renderelés leginkább a játék- és az interaktív grafikákon használatos, ahol a képeket hihetetlen gyors ütemben kell kiszámítani a 3D-s adatokból. Mivel lehetetlen pontosan megjósolni, hogy a játékos miként lép kölcsönhatásba a játék környezetével, a képeket "valós idejű" módon kell megjeleníteni, ahogyan a cselekvés kibontakozik.
- Speed Matters: Ahhoz, hogy a mozgás folyadékképes legyen, másodpercenként legalább 18-20 képkockát kell megjeleníteni a képernyőre. Bármi kevesebb, mint ez, és a cselekvés szeszélyes lesz.
- A módszerek: A valós idejű megjelenítést drasztikusan javítja a dedikált grafikus hardver, valamint a lehető legtöbb információ előzetes összeállítása. A játékkörnyezet világítási információinak nagy része előre számított és "sült" közvetlenül a környezet textúra fájljaiba a renderelési sebesség javítása érdekében.
- Offline vagy előrendelés: Az offline renderelést olyan helyzetekben használják, ahol a sebesség kisebb, a számítások jellemzően többmagos CPU-k használatával történik, nem pedig dedikált grafikus hardver használatával. Az online renderelést leggyakrabban az animáció és az effektusok viselik, ahol a vizuális komplexitást és a fotorealizmust sokkal magasabb színvonalon tartják. Mivel nem számíthat arra, hogy mi jelenik meg az egyes képkockákban, a nagy stúdiók tudták, hogy akár 90 órányi renderelési időt biztosítanak az egyes kereteknek.
- fotorealizmus: Mivel az offline renderelés egy nyílt végű időhatáron belül történik, a fotorealizáció magasabb szintet érhet el, mint a valós idejű megjelenítésnél. A karakterek, a környezetek, valamint a hozzájuk tartozó textúrák és fények általában több poligonszámot és 4 k (vagy magasabb) felbontású textúrájú fájlokat tartalmaznak.
Rendering technikák
A legtöbb rendereléshez három fő számítási módszer létezik. Mindegyiknek megvannak a saját előnyei és hátrányai, amelyek mindhárom életképes lehetőséget biztosítják bizonyos helyzetekben.
- Scanline (vagy raszterizálás): A Scanline renderelést akkor használják, ha a sebesség szükségessé válik, ami a valós idejű renderelés és az interaktív grafika választéka. A kép pixelenkénti megjelenítésének helyett a szkenner-vonalas megjelenítők poligon alapon számolnak egy sokszögre. A precíziós (sült) világítással együtt alkalmazott Scanline technikák 60 képkocka / másodperc sebességet érhetnek el egy csúcsminőségű grafikus kártyán.
- Sugárkövetés: A raytracingben a jelenet minden képpontjára egy vagy több fénysugár követhető a fényképezőgépről a legközelebbi 3D objektumra. A fénysugár ezután egy meghatározott számú "visszapattanó" értéken halad keresztül, amely magában foglalhatja a 3D-s jelenetek anyagaitól függő reflexiót vagy fénytörést. Az egyes képpontok színét algoritmikusan számítják ki, a fénysugár kölcsönhatásán alapulnak a követett útvonal objektumai. A Raytracing képes nagyobb fotorealizmussal szemben, mint a scanline, de exponenciálisan lassabb.
- Radiosity: A raytracingtől eltérően a sugárzás a kamerától függetlenül kerül kiszámításra, felületi orientálás helyett pixelenként. A sugárzás elsődleges funkciója a felületi szín pontosabb szimulálása a közvetett megvilágítás számításával (visszaverődött diffúz fény). A sugárzást jellemzően lágy színű árnyékok és színes vérzés jellemzi, ahol a világos színű tárgyak fénye "kifolyik" a közeli felületekre.
A gyakorlatban a sugárzást és a raytracinget gyakran használják egymással, felhasználva az egyes rendszerek előnyeit a lenyűgöző fotorealizációs szint elérése érdekében.
Rendering szoftver
Habár a megjelenítés hihetetlenül kifinomult számításokra támaszkodik, a mai szoftver könnyen érthető paramétereket kínál, így a művésznek soha nem kell foglalkoznia az alapul szolgáló matematikával. A renderelés minden nagyobb 3D szoftvercsomaghoz tartozik, és többségük olyan anyag- és világítási csomagokat tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a lenyűgöző fotorealizmus elérését.
A két leggyakoribb renderelő motor:
- Mentális Ray: Az Autodesk Maya csomagolásával. A Mentális Ray hihetetlenül sokoldalú, viszonylag gyors, és talán a legmegfelelőbb renderelő a karakterképeknek, amelyeknek felszín alatti szórásra van szüksége. A mentális sugár a raytracing és a "globális megvilágítás" (sugárzás) kombinációját használja.
- V-Ray: Általában a 3DS Max-vel együttmûködõ V-Ray-t használják, a páros tökéletesen illik az építészeti vizualizáláshoz és a környezeti rendereléshez.A VRay legfontosabb előnyei a versenytárs felett világító eszközök és kiterjedt anyagkönyvtár az arch-viz számára.
A renderelés technikai téma, de nagyon érdekes lehet, ha valóban elkezdi mélyebb megismerni néhány közös technikát.
