Процес рендеровања игра кључну улогу у циклусу развоја рачунарске графике.
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 којима 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. Због тога што је немогуће предвидјети тачно како ће играч интерактивно дјеловати са околином игре, слике морају бити приказане у "реалном времену" док се акција одвија.
- Брзина је важна: Да би се покрет могао појавити флуидом, на екран мора бити приказано најмање 18 до 20 кадрова 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 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 проблем, при чему се обично врше обрачања помоћу мулти-цоре процесора умјесто наменског графичког хардвера. 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: С обзиром на то да се оффлине рендеринг појављује у временском оквиру отвореног временског оквира, виши нивои фотореализма се могу постићи него код рендеринга 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 рендеровања 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 раитрацингу, за сваки пиксел у сцени, један или више зрака светлости се прате од фотоапарата до најближег 3Д објекта. Светлосни зрак се затим преноси кроз одређени број "одбијања", који могу 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.
- Радиоситет: За разлику од раитрацинга, радиоситет се израчунава независно од камере и је оријентисан на површину 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 околине.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.
