Процес рендеровања игра кључну улогу у циклусу развоја рачунарске графике . Овде нећемо ући у превише дубине, али никаква дискусија о цевоводу ЦГ не би била потпуна без најмање помињања алата и метода за израду 3Д слика.
Као развијајући филм
Рендеринг је најтехнички сложен аспект 3Д производње, али се у суштини лако може разумјети у контексту аналогије: Слично као филмски фотограф мора развити и одштампати своје фотографије пре него што се оне могу приказати, професионалци рачунарске графике су оптерећени сличним нужност.
Када уметник ради на 3Д сцени , модели које манипулише су заправо математичка репрезентација тачака и површина (конкретније, вертикала и полигона) у тродимензионалном простору.
Израз рендеринг односи се на калкулације извршене помоћу 3Д софтверског пакета за приказивање сцене из математичке апроксимације до финализиране 2Д слике. Током процеса, информације о просторној, текстурираној и осветљеној читавој сцени се комбинују како би се одредила вредност боје сваког пиксела у равномерном снимку.
Две врсте рендеринга
Постоје две главне врсте рендеринга, а њихова главна разлика је брзина при којој се слике израчунавају и финализују.
- Рендеринг у реалном времену: Рендеринг у реалном времену се најчешће користи у игрицама и интерактивној графици, где се слике морају рачунати од 3Д информација са невероватно брзим темпом.
- Интерактивност: Због тога што је немогуће прецизно предвидети како ће играч интерактирати са околином игре, слике морају бити приказане у "реалном времену" док се акција одвија.
- Брзина ради: Да би се кретање појавило текућином, на екран мора бити приказано најмање 18-20 сличица у секунди. Све што је мање од овога и акција ће се појавити несигурно.
- Методе: Рендеринг у реалном времену драстично се побољшава помоћу наменског графичког хардвера (ГПУ-а) и прекомплицирањем што већег броја информација. Велики део информација о осветљењу игра се унапријед израчунава и "пече" директно у датотеке текстуре у окружењу како би се побољшала брзина рендерирања.
- Оффлине или Пре-Рендеринг: Оффлине рендеринг се користи у ситуацијама када је брзина мање проблема, при чему се калкулације типично изводе користећи мулти-цоре процесори умјесто наменског графичког хардвера.
- Предвидљивост: Оффлине рендеринг се најчешће виђа у анимацији и ефектима где се визуелна сложеност и фотореализам одржавају на много виши стандард. Пошто не постоји непредвидљивост у погледу онога што ће се појавити у сваком оквиру, за велике студије је познато да посвете до 90 сати времена за појединачне оквире.
- Фотореализам: Пошто се оффлине рендеринг појављује у оквиру временског оквира отвореног временског оквира, виши нивои фотореализма се могу постићи него са рендерингом у реалном времену. Карактери, окружења и њихове повезане текстуре и светла типично су дозвољени вишим бројем полигона и 4к (или више) текстура са резолуцијом.
Рендеринг Тецхникуес
За већину рендеринга користе се три главне рачунске технике. Свака има свој скуп предности и мана, чинећи све три одрживе опције у одређеним ситуацијама.
- Скенирање (или растеризација): Скенирање линија се користи када је брзина неопходна, што га чини техником избора за рендеринг у реалном времену и интерактивне графике. Уместо рендерирања пиксела слике по пикселима, рендерери скенера рачунају на полигону на основу полигона. Технике скенирања које се користе у комбинацији са предрачунатим осветљењем могу постићи брзине од 60 сличица у секунди или боље на графичкој картици високе дефиниције.
- Раитрацинг: У раитрацинг-у, за сваки пиксел у сцени, један (или више) зрака зрака се прати од фотоапарата до најближег 3Д објекта. Светлосни зрак се затим преноси кроз одређени број "одбијања", што може укључити рефлексију или рефракцију у зависности од материјала у 3Д сцени. Боја сваког пиксела израчунава се алгоритмички заснованом на интеракцији светлосног зрака са објектима на његовој траци. Раитрацинг је способан за већи фотореализам него скенирање, али је експоненцијално спорији.
- Радијусност: За разлику од ренттракције, радиоситет се израчунава независно од камере, а површински оријентисан, а не пикел-би-пикел. Примарна функција радијације је да прецизније симулира боју површине тако што обрачунава индиректно осветљење (одбијено дифузно светло). Радијусност се обично карактерише меканим граничним сенкама и крварењем у боји, где светлост од обојених предмета "крвари" на оближњим површинама.
- У пракси, радијација и ренттракција се често користе заједно с једне другима, користећи предности сваког система како би постигли импресивне нивое фотореализма.
Рендеринг Софтваре
Иако рендеринг се ослања на невероватно софистициране прорачуне, данашњи софтвер омогућава лако разумевање параметара који га чине тако да уметник никада не мора да се бави основном математиком. У сваком већем 3Д софтверу укључен је мотор за рендеровање, а већина њих укључује пакете материјала и расвете који омогућавају постизање запањујућих нивоа фотореализма.
Два најчешћа мотора за рендеровање:
- Ментал Раи - Пакирано са Аутодеск Маиа. Ментал Раи је невероватно разноврсан, релативно брз и вероватно најкомпетентнији рендерер за слике карактера који захтевају подземно расипање. Ментал раи користи комбинацију раитрацинг и "глобално осветљење" (радиоситет).
- В-Раи - Обично видите В-Раи који се користи у комбинацији са 3ДС Мак-заједно, пар је апсолутно ненадмашан за архитектонску визуализацију и приказивање окружења. Главне предности ВРаи-а над својим конкурентом су алати за осветљење и обимна библиотека материјала за архитектуру.
Рендеринг је технички предмет, али може бити прилично занимљив када заиста почнете да дубље погледате неке од уобичајених техника.