Працэс рэндэрынгу гуляе вырашальную ролю ў развіцці камп'ютэрнай графікі цыклу. Мы не будзем удавацца ў глыбіні тут, але не абмеркаванне трубаправода CG не будзе поўным без хоць бы згадаць інструменты і метады для рэндэрынгу 3D-малюнкаў.
Як Распрацоўка фільм
Rendering з'яўляецца найбольш тэхнічна складаным аспектам 3D вытворчасці, але гэта на самай справе можна зразумець даволі лёгка ў кантэксце аналогіі: Многае, як фатограф фільма павінен распрацоўваць і друкаваць свае фатаграфіі, перш чым яны могуць быць адлюстраваны, кампутарная графіка спецыялісты абцяжараныя аналагічным неабходнасць.
Калі мастак працуе на 3D сцэне , мадэлі ён маніпулюе фактычна матэматычнае прадстаўленне кропак і паверхняў (больш канкрэтна, вяршыняў і палігонаў) у трохмернай прасторы.
Тэрмін рэндэрынг ставіцца да разлікаў , выкананым з дапамогай праграмнага пакета 3D у робяць рухавік , каб перавесці сцэну з матэматычнага набліжэння да дапрацаваным 2D - малюнках. Падчас працэсу, прасторавая, тэкстурны, а таксама інфармацыя асвятлення ўсёй сцэны ў аб'ядноўваюцца, каб вызначыць значэнне колеру кожнага пікселя ў звесткі малюнку.
Два тыпу Rendering
Ёсць два асноўныя тыпу рэндэрынгу, іх галоўнае адрозненне з'яўляецца хуткасцю, пры якой малюнка вылічаюцца і дапрацаваныя.
- Real-Time Rendering: Real-Time Rendering выкарыстоўваецца найбольш прыкметна ў гульнявой і інтэрактыўнай графіцы, дзе выявы павінны быць вылічаныя з 3D інфармацыі ў неверагодна хуткім тэмпе.
- Інтэрактыўнасць: Таму што немагчыма дакладна прадказаць , як гулец будзе ўзаемадзейнічаць з навакольным асяроддзем гульні, малюнкі павінны быць аказаны ў «рэальны час» , як разгортваецца дзеянне.
- Хуткасць Пытанні: Для таго , каб руху вадкасці , каб з'явіцца, як мінімум, 18 - 20 кадраў у секунду павінны быць аказаны на экран. Усе, што менш, чым гэта, і дзеянне будзе адлюстроўвацца рыўкамі.
- Метады: у рэжыме рэальнага часу рэндэрынгу значна палепшана за кошт вылучанага графічнага абсталявання (GPU), і папярэдне складальніка столькі інфармацыі , колькі магчыма. Большая частка інфармацыі, асвятленне гульнявога акружэння з'яўляецца папярэдне разлічаным і «пяклі» непасрэдна ў файлы тэкстуры ў навакольным асяроддзі, каб палепшыць хуткасць рэндэрынгу.
- Offline або Pre-рэндэрынг: Offline рэндэрынг выкарыстоўваюцца ў сітуацыях , дзе хуткасць менш праблем, з разліковымі , як правіла , ажыццяўляюцца з выкарыстаннем шмат'ядравых працэсараў , а не наадварот графічным абсталявання.
- Прадказальнасць: Offline рэндэрынгу разглядаецца часцей за ўсё ў анімацыі і эфекты працы , дзе візуальная складанасць і фотарэалізм праводзяцца на больш высокі стандарт. Паколькі няма непрадказальнасці адносна таго, што будзе з'яўляцца у кожным кадры, буйныя студыі, як вядомыя, прысвяціць да 90 гадзін часу для асобных кадраў візуалізацыі.
- Фотарэалізм: Паколькі адсутнічае рэндэрынг адбываецца ў бестэрміновых тэрмінах, больш высокія ўзроўні фотарэалізму можа быць дасягнуты , чым у рэжыме рэальнага часу рэндэрынгу. Персанажы, навакольнае асяроддзе, а таксама звязаная з імі тэкстура і святло, як правіла, дапускаюцца больш высокі падлікам палігонаў і 4k (або вышэй) Дазвол тэкстуры файлаў.
Rendering Techniques
Ёсць тры асноўныя вылічальныя метады, якія выкарыстоўваюцца для большасці рэндэрынгу. Кожны з іх мае свой уласны набор пераваг і недахопаў, што робіць усё тры жыццяздольных варыянтаў у пэўных сітуацыях.
- Scanline (або растрирование): Scanline рэндэрынгу выкарыстоўваецца , калі хуткасць з'яўляецца неабходнасцю, што робіць яго метадам выбару ў рэжыме рэальнага часу рэндэрынгу і інтэрактыўнай графікі. Замест таго, каб рэндэрынг выявы Піксэл за элементам, Scanline рендереры вылічыць на шматкутніку шматкутніка асновай. Метады, якія выкарыстоўваюцца Scanline ў спалучэнні з предвычисленным (запечаным) асвятленнем можа дасягнуць хуткасці 60 кадраў у секунду або лепш на высокім канцы відэакарце.
- Raytracing: У трасіроўкі прамянёў, для кожнага пікселя ў сцэне, адзін (ці больш) прамень (ы) святла прасочваюцца ад камеры да бліжэйшага 3D аб'екта. Светлавы прамень затым праходзіць праз зададзеную колькасць «адскок», які можа ўключаць у сябе адлюстраванне або праламленне ў залежнасці ад матэрыялаў у 3D сцэны. Колер кожнага пікселя вылічаецца алгарытмічная заснаваны на ўзаемадзеянні светлавога прамяня з аб'ектамі ў сваім прасочаны шляху. Raytracing здольны больш фотарэалізму, чым радкі разгорткі, але экспанентна больш павольна.
- Radiosity: У адрозненне ад трасіроўкі прамянёў, радиосити разлічваецца незалежна ад камеры, і паверхня , а не арыентаванай на піксель-на-піксель. Асноўная функцыя выпраменьвальнай, каб больш дакладна імітаваць колер паверхні шляхам уліку ўскоснага асвятлення (адскочыла безуважлівае святло). Radiosity, як правіла, характарызуюцца мяккай якая скончыла ценем і колеру крывацёкам, дзе святло ад ярка афарбаваных аб'ектаў «сыходзіць крывёй» на бліжэйшыя паверхні.
- На практыцы радиосити і трасіроўкі прамянёў часта выкарыстоўваюцца ў спалучэнні адзін з адным, выкарыстоўваючы перавагі кожнай сістэмы, каб дасягнуць уражлівых узроўняў фотарэалізму.
Прадастаўленне праграмнага забеспячэння
Хоць рэндэрынг абапіраецца на неверагодна складаныя вылічэннях, сёння праграмнае забеспячэнне лёгка зразумець параметры, якія робяць яго такім мастаку ніколі не трэба мець справу з ніжэйлеглую матэматыкай. Рэндэру рухавік пастаўляецца з кожным буйным 3D наборам праграмнага забеспячэння, і большасць з іх ўключаюць у сябе матэрыяльныя і светлавыя пакеты, якія дазваляюць дасягнуць узрушаючых узроўняў фотарэалізму.
Два самых распаўсюджаных робяць рухавікі:
- Mental Ray - Ўпакаваны з Autodesk Maya. Mental Ray неверагодна універсальны, адносна хутка, і , верагодна , самы кампетэнтны візуалізатар для малюнкаў сімвалаў , якія неабходна подповерхностных рассейвання. Mental Ray выкарыстоўвае камбінацыю трасіроўкі прамянёў і «глабальнага асвятлення» (выпраменьвальнай).
- V-Ray - Вы звычайна бачыце V-Ray выкарыстоўваецца ў спалучэнні з 3DS Max-разам пара абсалютна неперасягненая для архітэктурнай візуалізацыі і рэндэрынгу навакольнага асяроддзя. Галоўныя перавагі VRay над яго канкурэнтам з'яўляюцца яго асвятленне інструменты і шырокая бібліятэка матэрыялаў для заклятага менавіта.
Прадастаўленне гэта тэхнічнае пытанне, але можа быць вельмі цікава, калі вы сапраўды пачнеце прымаць больш глыбокі погляд на некаторыя з найбольш распаўсюджаных метадаў.