Mi a 3D-s renderelés a CG csővezetékben?

A renderelés fontos szerepet játszik a számítógépes grafikus fejlesztési ciklusban. Nem fogunk túl mélyre mélyedni, de a CG csővezetékről szóló vita nem lenne teljes, anélkül, hogy legalább megemlítenénk a 3D-s képek megjelenítésének eszközeit és módszereit.

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.

  1. Valós idejű megjelenítés: A valós idejű renderelés leginkább a játék- és az interaktív grafikákon használható, ahol a képeket a 3D-s adatokból hihetetlen gyors ütemben kell kiszámítani.
      • Az interaktivitás: Mivel lehetetlen pontosan megjósolni, hogy a játékos miként lép kölcsönhatásba a játék környezetével, a képeket "valós idejű" módon kell megjeleníteni, ahogyan a cselekvés kibontakozik.
  2. Sebességkérdések: Ahhoz, hogy a mozgás folyadékos legyen, másodpercenként legalább 18-20 képkockát kell megjeleníteni a képernyőre. Bármi kevesebb, mint ez, és a cselekvés szeszélyes lesz.
  3. A módszerek: A valós idejű renderelés drasztikusan javul a dedikált grafikus hardverekkel (GPU-k), valamint a lehető legtöbb információ előkészítésével. A játékkörnyezet világítási információinak nagy része előre számított és "sült" közvetlenül a környezet textúra fájljaiba a renderelési sebesség javítása érdekében.
  4. Offline vagy Előzetes renderelés: Az offline renderelést olyan helyzetekben használják, ahol a sebesség kisebb, a számítások jellemzően többmagos processzorok használatával történik, nem pedig a dedikált grafikus hardver használatával.
      • Előrejelezhetőség: Az animációval kapcsolatos offline megjelenítés leggyakrabban látható, a hatások pedig 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.
  1. 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.

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:

A renderelés technikai téma, de nagyon érdekes lehet, ha tényleg elkezdi mélyebb megismerni néhány közös technikát.