Что такое рендер программа

Рендер (Рендеринг) — это процесс создания финального изображения или последовательности из изображений на основе двухмерных или трехмерных данных. Данный процесс происходит с использованием компьютерных программ и зачастую сопровождается трудными техническими вычислениями, которые ложатся на вычислительные мощности компьютера или на отдельные его комплектующие части.

Процесс рендеринга так или иначе присутствует в разных сферах профессиональной деятельности, будь то киноиндустрия, индустрия видеоигр или же видеоблогинг. Зачастую, рендер является последним или предпоследним этапом в работе над проектом, после чего работа считается завершенной или же нуждается в небольшой постобработке. Также стоит отметить, что нередко рендером называют не сам процесс рендеринга, а скорее уже завершенный этап данного процесса или его итоговый результат.

Этимология слова «Рендер».

Слово Рендер (Рендеринг) — это англицизм, который зачастую переводится на русский язык словом “ Визуализация ”.

Что такое рендер?

Что такое Рендеринг в 3D?

Чаще всего, когда мы говорим о рендере, то имеем в виду рендеринг в 3D графике. Сразу стоит отметить, что на самом деле в 3D рендере нету трех измерений как таковых, которые мы зачастую можем увидеть в кинотеатре надев специальные очки. Приставка “3D” в название скорее говорит нам о способе создание рендера, который и использует 3-х мерные объекты, созданные в компьютерных программах для 3D моделирования. Проще говоря, в итоге мы все равно получаем 2D изображение или их последовательность (видео) которые создавались (рендерелись) на основе 3-х мерной модели или сцены.

Рендеринг — это один из самых сложных в техническом плане этапов в работе с 3D графикой. Чтоб объяснить эту операцию простым языком, можно привести аналогию с работами фотографов. Для того, чтоб фотография предстала во всей красе, фотографу нужно пройти через некоторые технические этапы, например, проявление пленки или печать на принтере. Примерно такими же техническими этапами и обременены 3d художники, которые для создания итогового изображения проходят этап настройки рендера и сам процесс рендеринга.

Построение изображения.

Как уже говорилось ранее, рендеринг — это один из самых сложных технических этапов, ведь во время рендеринга идут сложные математические вычисления, выполняемые движком рендера. На этом этапе, движок переводит математические данные о сцене в финальное 2D-изображение. Во время процесса идет преобразование 3d-геометрии, текстур и световых данных сцены в объединенную информацию о цветовом значение каждого пикселя в 2D изображение. Другими словами, движок на основе имеющихся у него данных, просчитывает то, каким цветом должен быть окрашено каждый пиксель изображения для получения комплексной, красивой и законченной картинки.

Основные типы рендеринга:

В глобальном плане, есть два основных типа рендеринга, главными отличиями которых является скорость, с которой просчитывается и финализируется изображение, а также качество картинки.

ВСЁ ПРО 3D РЕНДЕРИНГ — Определение Устройство Классификация

Что такое Рендеринг в реальном времени?

Рендеринг в реальном времени зачастую широко используется в игровой и интерактивной графике, где изображение должно просчитываться с максимально большой скоростью и выводиться в завершенном виде на дисплей монитора моментально.

Поскольку ключевым фактором в таком типе рендеринга есть интерактивность со стороны пользователя, то изображение приходится просчитывать без задержек и практически в реальном времени, так как невозможно точно предсказать поведение игрока и то, как он будет взаимодействовать с игровой или с интерактивной сценой. Для того, чтоб интерактивная сцена или игра работала плавно без рывков и медлительности, 3D движку приходится рендерить изображение со скоростью не менее 20-25 кадров в секунду. Если скорость рендера будет ниже 20 кадров, то пользователь будет чувствовать дискомфорт от сцены наблюдая рывки и замедленные движения.

Большую роль в создание плавного рендера в играх и интерактивных сценах играет процесс оптимизации. Для того, чтоб добиться желаемой скорости рендера, разработчики применяют разные уловки для снижения нагрузки на рендер движок, пытаясь снизить вынужденное количество просчетов. Сюда входит снижение качества 3д моделей и текстур, а также запись некоторой световой и рельефной информации в заранее запеченные текстурные карты. Также стоит отметить, что основная часть нагрузки при просчете рендера в реальном времени ложиться на специализированное графическое оборудование (видеокарту -GPU), что позволяет снизить нагрузку с центрального процессора (ЦП) и освободить его вычислительные мощности для других задач.

Что такое Предварительный рендер?

К предварительному рендеру прибегают тогда, когда скорость не стоит в приоритете, и нужды в интерактивности нет. Данный тип рендера используется чаще всего в киноиндустрии, в работе с анимацией и сложными визуальными эффектами, а также там, где нужен фотореализм и очень высокое качество картинки.

В отличие от Рендера в реальном времени, где основная нагрузка приходилась на графические карты(GPU) В предварительном рендере нагрузка ложится на центральный процессор(ЦП) а скорость рендера зависит от количества ядер, многопоточности и производительности процессора.

Нередко бывает, что время рендера одного кадра занимает несколько часов или даже несколько дней. В данном случаи 3D художникам практически не нужно прибегать к оптимизации, и они могут использовать 3D модели высочайшего качества, а также текстурные карты с очень большим разрешением. В итоге, картинка получается значительно лучше и фото-реалистичней по сравнению с рендером в реальном времени.

Программы для рендеринга.

Сейчас, на рынке присутствует большое количество рендеринг движков, которые отличаются между собой скоростью, качеством картинки и простотой использования.

Как правило, рендер движки являются встроенными в крупные 3D программы для работы с графикой и имеют огромный потенциал. Среди наиболее популярных 3D программ (пакетов) есть такой софт как:

Многие из этих 3D пакетов имеют уже идущие в комплекте рендер движки. К примеру, рендер-движок Mental Ray присутствует в пакете 3Ds Max. Также, практически любой популярный рендер-движок, можно подключить к большинству известных 3d пакетов. Среди популярных рендер движков есть такие как:

Хотелось бы отметить, что хоть и процесс рендеринга имеет очень сложные математические просчеты, разработчики программ для 3D-рендеринга всячески пытаются избавить 3D-художников от работы со сложной математикой лежащей в основе рендер-программы. Они пытаются предоставить условно-простые для понимания параметрические настройки рендера, также материальные и осветительные наборы и библиотеки.

Многие рендер-движки сыскали славу в определенных сферах работы с 3д графикой. Так, например, “V-ray” имеет большую популярность у архитектурных визуализаторов, из-за наличия большого количества материалов для архитектурной визуализации и в целом, хорошего качества рендера.

Методы визуализации.

Большинство рендер движков использует три основных метода вычисления. Каждый из них имеет как свои преимущества, так и недостатки, но все три метода имеют право на своё применение в определенных ситуациях.

1. Scanline (сканлайн).

Сканлайн рендер — выбор тех, кто приоритет отдаст скорости, а не качеству. Именно за счет своей скорости, данный тип рендера зачастую используется в видеоиграх и интерактивных сценах, а также во вьюпортах различных 3D пакетов. При наличие современного видеоадаптера, данный тип рендера может выдавать стабильную и плавную картинку в реальном времени с частотой от 30 кадров в секунду и выше.

Алгоритм работы:

Вместо рендеринга «пикселя по пикселю», алгоритм функционирования «scanline» рендера заключается в том, что он определяет видимую поверхность в 3D графике, и работая по принципу «ряд за рядом», сперва сортирует нужные для рендера полигоны по высшей Y координате, что принадлежит данному полигону, после чего, каждый ряд изображения просчитывается за счет пересечения ряда с полигоном, который является ближайшим к камере. Полигоны, которые больше не являются видимыми, удаляются при переходе одного ряда к другому.

Преимущество данного алгоритма в том, что отсутствует необходимость передачи координат о каждой вершине с основной памяти в рабочую, а транслируются координаты только тех вершин, которые попадают в зону видимости и просчета.

2. Raytrace (рейтрейс).

Этот тип рендера создан для тех, кто хочет получить картинку с максимально качественной и детализированной прорисовкой. Рендеринг именно этого типа, имеет очень большую популярность у любителей фотореализма, и стоит отметить что не спроста. Довольно часто с помощью рейтрейс-рендеринга мы можем увидеть потрясающе реалистичные кадры природы и архитектуры, которые отличить от фотографии удастся не каждому, к тому же, нередко именно рейтрейс метод используют в работе над графиков в CG трейлерах или кино.

К сожалению, в угоду качеству, данный алгоритм рендеринга является очень медлительным и пока что не может использоваться в риал-тайм графике.

Алгоритм работы:

Идея Raytrace алгоритма заключается в том, что для каждого пикселя на условном экране, от камеры прослеживается один или несколько лучей до ближайшего трехмерного объекта. Затем луч света проходит определенное количество отскоков, в которые может входить отражения или преломления в зависимости от материалов сцены. Цвет каждого пикселя вычисляется алгоритмически на основе взаимодействия светового луча с объектами в его трассируемом пути.

Метод Raycasting.

Алгоритм работает на основе «бросания» лучей как будто с глаз наблюдателя, сквозь каждый пиксель экрана и нахождения ближайшего объекта, который преграждает путь такого луча. Использовав свойства объекта, его материала и освещения сцены, мы получаем нужный цвет пикселя.

Нередко бывает, что «метод трассировки лучей» (raytrace) путают с методом «бросания лучей» (raycasting). Но на самом деле, «raycasting» (метод бросания луча) фактически является упрощенным «raytrace» методом, в котором отсутствует дальнейшая обработка отбившихся или заломленных лучей, а просчитывается только первая поверхность на пути луча.

3. Radiosity.

Вместо «метода трассировки лучей», в данном методе просчет работает независимо от камеры и является объектно-ориентированным в отличие от метода «пиксель по пикселю». Основная функция “radiosity” заключается в том, чтобы более точно имитировать цвет поверхности путем учета непрямого освещения (отскок рассеянного света).

Преимуществами «radiosity» являются мягкие градуированные тени и цветовые отражения на объекте, идущие от соседних объектов с ярким окрасом.

Достаточно популярна практика использования метода Radiosity и Raytrace вместе для достижения максимально впечатляющих и фотореалистичных рендеров.

Иногда, выражение «рендерить» используют не только в работе с компьютерной 3D графикой, но и при работе с видеофайлами. Процесс рендеринга видео начинается тогда, когда пользователь видеоредактора закончил работу над видеофайлом, выставил все нужные ему параметры, звуковые дорожки и визуальные эффекты. По сути, все что осталось, это соединить все проделанное в один видеофайл. Этот процесс можно сравнить с работой программиста, когда он написал код, после чего все что осталось, это скомпилировать весь код в работающую программу.

Как и у 3D дизайнера, так и у пользователя видеоредактора, процесс рендеринга идет автоматически и без участия пользователя. Все что требуется, это задать некоторые параметры перед стартом.

Скорость рендеринга видео зависит от продолжительности и качества, которое требуется на выходе. В основном, большая часть просчета ложиться на мощность центрального процессора, поэтому, от его производительности и зависит скорость видео-рендеринга.

Источник: dzen.ru

Что такое 3D рендеринг. Основные техники и принцип работы

Рендеринг — это наше окно в виртуальный мир 3D. В этой статье описываетя, что такое рендеринг и какие техники и методы рендеринга 3D объектов применяются.

Что такое рендеринг?

«Привет мир 3D рендеринга»

Рендеринг — это в основном процесс создания двухмерных изображений (например , для экрана компьютера) из 3D-модели. Другими словами, р ендеринг позволяет получить готовое изображение трехмерной модели в «плоском » варианте. Изображения генерируются на основе наборов данных, определяющих цвет, текстуру и материал определенного объекта на изображении.

Рендеринг впервые появился в 1960 году, когда Уильям Феттер создал изображение пилота, чтобы имитировать пространство, необходимое в кабине. Затем, в 1963 году, Иван Сазерленд создал Sketchpad, первую программу 3D-моделирования, в то время он работал в MIT. За свою новаторскую работу он известен как «Отец компьютерной графики».

В 1975 году исследователь Мартин Ньюэлл создал «Чайник Юты», трехмерную тестовую модель, которая стала стандартным тестовым рендером. Этот чайник, также называемый Newell Teapot, стал настолько культовым, что считается эквивалентом «Hello World» в мире 3D.

Рендеринг осуществляется либо центральным процессором компьютера CPU, либо графическим процессором видеокарты GPU. Иногда в гибридной конфигурации, например, с таким программным обеспечением, как V-Ray, CPU и GPU работают вместе. Понимание этих типов рендеринга поможет оценить различия между ними.

Как устроен 3D рендеринг. Основные техники.

По сути, 3D рендеринг похож на фотографию. Например, программа рендеринга эффективно направляет камеру на объект для создания фотографии. Таким образом, цифровое освещение очень важно для создания детального и реалистичного рендера.

Со временем был разработан ряд различных методов рендеринга. Тем не менее, цель каждого рендера состоит в том, чтобы сделать изображение, основанное на том, как свет попадает на объекты, как в реальной жизни.

Техника рендеринга № 1: Растеризация

Видео игры представляют собой общий случай использования для растеризации.

Один из самых ранних методов рендеринга, растеризация, работает рассматривая модель как сетку многоугольников. Эти полигоны имеют вершины, в которые встроена такая информация, как положение, текстура и цвет. Эти вершины затем проецируются на плоскость, перпендикулярную к перспективе (то есть камеру).

С вершинами, действующими как границы, оставшиеся пиксели заполнены правильными цветами. Представьте себе, что сначала нужно нарисовать контур для каждого цвета, который вы рисуете — это и есть рендеринг с помощью растеризации.

Растеризация — это быстрая форма рендеринга. Он до сих пор широко используется, особенно для рендеринга в реальном времени (например , компьютерные игры, симуляции и интерактивный графический интерфейс). Совсем недавно этот процесс был еще более усовершенствован благодаря более высокому разрешению и сглаживанию, который использовался для сглаживания краев объектов и смешивания их с окружающими пикселями.

Техника рендеринга №2: Лучевое литье

Классическая демонстрация лучевого литья.

Несмотря на свою полезность, растеризация сталкивается с проблемами при наличии перекрывающихся объектов: если поверхности перекрываются, последняя нарисованная часть будет отражена при рендеринге, что приведет к отображению неправильного объекта. Чтобы решить эту проблему, была разработана концепция Z-буфера для растеризации. Она включает в себя датчик глубины, чтобы указать, какая поверхность находится под или над, в конкретной точке зрения.

Это стало ненужным, однако, когда было разработана отливка лучей. В отличие от растеризации, потенциальная проблема перекрывающихся поверхностей не возникает при лучевом литье.

Приведение лучей, как следует из названия, направляет лучи на модель с точки зрения камеры. Лучи выводятся в каждый пиксель на плоскости изображения. Поверхность, на которую она попадает первой, будет показана при рендеринге и любое другое пересечение после первой поверхности не будет отрисовано.

Техника рендеринга № 3: Трассировка лучей

Комплексная трассировка лучей на волосах. Источник: Autodesk

Несмотря на преимущества, которые дает отливка лучей, в методике по-прежнему отсутствовала способность правильно моделировать тени, отражения и преломления. Таким образом, в помощь был разработка метод трассировки лучей.

Трассировка лучей работает аналогично лучевому литью, за исключением того, что она лучше отображает свет. По сути, первичные лучи с точки зрения камеры направляются на модели для получения вторичных лучей. После попадания на модель будут испускаться теневые лучи, отраженные лучи или преломляющие лучи, в зависимости от свойств поверхности.

Тень генерируется на другой поверхности, если путь луча тени к источнику света затруднен этой поверхностью. Если поверхность является отражающей, результирующий отраженный луч будет излучаться под углом и освещать любую другую поверхность, на которую он попадает и будет дополнительно излучать другой набор лучей. По этой причине этот метод также известен как рекурсивная трассировка лучей. Для прозрачной поверхности преломляющий луч испускается, когда на поверхность попадает вторичный луч.

Техника рендеринга № 4: Уравнение рендеринга

Расчет каждого пикселя занимает много времени

Дальнейшее развитие рендеринга в конечном итоге привело к уравнению рендеринга, которое пытается смоделировать, как свет должен излучатся с максимальной реалистичностью. С помощью этой техники считают, что свет испускается всем телами, а не только одним источником света. Это уравнение пытается рассмотреть все источники света в рендере, по сравнению с трассировкой лучей, которая использует только прямое освещение. Алгоритм, созданный с использованием этого уравнения, известен как глобальное или косвенное освещение.

Аппаратные средства для рендеринга

Качество рендеринга улучшается, но процесс все еще медленный — поэтому крупные компании вкладывают значительные средства в рендер фермы. В то же время отдельные дизайнеры и художники должны использовать современное оборудование.

Программное обеспечение для рендеринга использует GPU (графический ) и CPU (центральный ) или оба вида процессоров для создания рендеров. Кроме того, приложения для рендеринга являются ресурсоёмкими программами. Для более быстрого рендеринга часто требуются дополнительные обновления. Скорость процессора, интеграция и совместимость видеокарт, совместимость с драйверами и оперативной памятью — вот некоторые из аспектов, обеспечивающих быстрый высококачественный рендеринг.

К слову о программном обеспечении для рендеринга, посмотрите этот огромный список инструментов и приложений для рендеринга доступных сегодня.

Программное обеспечение для 3D рендеринга

Как бы грустно это не звучало, идеального рендера не бывает. Это потому, что постоянно находятся в равновесии несколько переменных, в том числе фотореализм, качество, скорость, размер данных и разрешение.

Несмотря на сложность, можно работать с этими основными факторами для достижения фотореалистичных визуализаций. Во-первых, модель должна быть скорректирована в правильной пропорции. Модель, масштабированная в реальной жизни, очень помогает. Размеры объектов не обязательно должны быть точными, так как детали могут подвергаться корректировке, если они отображаются на визуализации.

Материалы объектов должны быть как подходящими, так и высокодетализированными для достижения максимально реалистичных результатов. Случайные элементы в текстурах, также помогают рендерам выглядеть более реалистично.

Интенсивность освещения, температура и расположение — это, конечно, огромный фактор. Правильное количество и расположение света облегчит детали, чтобы быть достаточно видимым. Также обратите внимание, что цветовая температура, если она не установлена правильно, может испортить ваш рендер.

Наконец, постобработка — это последние штрихи к вашему рендеру. Простые ретуши вашего необработанного рендера могут превратить ваши рендеры в захватывающее фотореалистичное изображение.

Типы программного обеспечения для 3D рендеринга

При поиске программного обеспечения для 3D-рендеринга вы встретите два повторяющихся термина, которые редко объясняются: biased ( «настраиваемый ») и unbiased ( «ненастраиваемый ») рендер. Вот что имеется в виду:

biased рендер (читается баяст) — это рендерер, где нужно НАСТРАИВАТЬ много параметров и он ПРЕДВЗЯТЫЙ, т.е. основанный не на «правде », а на каких-то своих личных допущениях.

biased программное обеспечение для 3D-рендеринга, в свою очередь, разработано для повышения эффективности. При расчете путей световых лучей они стратегически обманывают, чтобы сократить время рендеринга. В частности, это означает, что они интерполируют между кадрами или применяют размытие. Требуется определенный опыт, чтобы точно настроить предвзятого рендера для получения убедительного результата.

По другую сторону unbiased рендер (читается анбаяст)- то есть рендерер, который НЕНАСТРАИВАЕМЫЙ (не нужно настраивать — нажал одну кнопку и сиди жди, пока картинка станет красивой) и он НЕПРЕДВЗЯТЫЙ. Непредвзятость выражается в том, что анбаяст рендерер старается максимально правдиво описать поведение света. Т.е. он использует формулы просчёта, которые на сегодняшний день максимально (на сколько могут) точно описывают физические законы, происходящие в природе (как свет падает, как отражается, как преломляется, как поглощается и т.д.).

unbiased рендер пытается рассчитать физически точные изображения. Это означает, что он отслеживают путь светового луча математически правильно, без каких-либо сокращений. Этот метод может привести к увеличению времени рендеринга. Поэтому анбаяст рендеринг редко используется для анимационных фильмов. Вместо этого его можно найти в графическом дизайне и архитектурной визуализации, поскольку время рендеринга не сильно влияет на график проекта.

Популярные применения 3D рендеринга

3D рендеринг широко используется в области архитектуры

3D рендеринг изменил рабочие процессы во многих отраслях. В архитектуре и технике традиционные планы, карты и модели теперь дополняются реалистичными презентациями. Прототипирование с использованием рендеринга является менее затратным, а также сильно экономит время, т.к. можно сразу увидеть конечный результат, учесть все нюансы и внести соответствующие коррективы.

В современной киноиндустрии новые фильмы теперь сильно зависят от 3d рендеринга, а точнее уже не создаются без применения этого замечательного инструмента. Студии 3D-анимации работают над созданием анимационных фильмов высокой четкости. Для создания идеального снимка, физическим эффектам кино и реквизиту помогают видеоэффекты высокой четкости и компьютерные изображения. Нет предела, для создания сцена, все ограничено только фантазией человеческого мозга.

В маркетинге рендеры используются для изображения фотореалистичных изображений продуктов. Будучи экономически эффективными, маркетинговые отрасли используют рендеринг, чтобы сделать рекламные акции максимально реалистичными и увлекательными для потребителя.

Улучшение игр с помощью фотореалистичного рендеринга и высокой четкости имеет большое значение для отрасли. Каждый год разработчики игр продолжают стремиться к тому, чтобы сделать детали более реалистичными и захватывающими для геймеров.

Развитие 3D-рендеринга никогда не остановится, все будет ограничено только фантазией конкретного разработчика или группы разработчиков.

Источник: 3dradar.ru

Что такое рендеринг и способы его применения

Сегодня представлено большое количество digital-инструментов, которые предлагают возможность дизайнерам, разработчикам программного обеспечения и специалистам иных направлений эффективно выполнять свои профессиональные задачи. Например, рендеринг. С этим понятием знаком каждый человек, который изучал красивые трехмерные интерьеры, смотрел современные блокбастеры с качественной компьютерной графикой, играл в видеоигры на ПК, игровых приставках. Предлагаем детальнее остановиться на том, что такое рендеринг и как это используется в современном мире.

Получи грант, покрывающий 50% стоимости обучения
И обучайся новой профессии онлайн из любой точки мира
Получить грант

Рендеринг – это…

Под понятием «рендеринг» подразумевают процесс создания плоского растрового рисунка, нескольких изображений на базе двумерных, трехмерных моделей, разработанных модельерами, дизайнерами, художниками. Речь идет о компьютерной графике, получить которую можно посредством функционала специального программного обеспечения. Программа позволяет перевести созданную модель, сцену в плоский рисунок, который в конечном итоге увидит пользователь.

Рендеринг страницы, изображения, видео – набор очень сложных вычислений, поэтому для реализации такого процесса необходимо использовать мощное профессиональное оборудование. От производительности аппаратуры зависят временные затраты на работу, качество готового изображения. Для того, чтобы разобраться в процессе, предлагаем краткое его схематическое описание. «Движок» ПО работает с существенным количеством вычислений, используя заданные алгоритмы.

При этом абсолютно все предметы, сцены, которые были созданы, в обязательном порядке содержат математические сведения. Эти данные пошагово обрабатываются, преобразуются в финальное плоское изображение. При работе с картинкой происходит «нарастание» деталей и подробностей:

• добавляются цвета, тон;
• появляются четкие контурные линии;
• добавляются тени, которые отбрасывают модели, предметы с учетом действующих законов физики.

Преобразование происходит со всеми пикселями – чем больше будет отредактировано элементов, тем гармоничным: завершенным станет рисунок, который был ранее создан художником.

Где могут использоваться методы рендеринга?

Термин «рендеринг» достаточно часто заменяется словом «визуализация», особенно в среде разработчиков компьютерных игр, дизайнеров, а также 3D-художников. Оба варианта подразумевают получение 2D рисунка из трехмерной модели или сцены. Существует множество программ рендеринга, которые позволяют обработать изображение и преобразовать его в необходимую картинку.

Во время создания рисунка рендер (программное обеспечение) обрабатывает невероятное количество данных, что позволяет определить цвет, материал и текстуру объекта, который необходимо визуализировать. Кроме ПО за преобразование модели отвечают также мощность процессора компьютера (CPU), а также GPU (графический, видеокарты). Существуют рендеры, которые предусматривают возможность одновременного задействования GPU, CPU для увеличения скорости, качества создания картинки.

Рассмотрим более подробно сферы, где рендеринг считается особенно востребованным сегодня.

87% наших выпускников уже работают в IT
Оставь заявку, и мы поможем с выбором новой профессии
Оставить заявку

Трехмерный дизайн

Архитекторы, дизайнеры интерьеров используют такое программное обеспечение для того, чтобы визуализировать собственные проекты перед презентацией маркетологам, строительным компаниям, собственным заказчикам услуг. Прототипирование с применением трехмерных технологий предоставляет возможность максимально быстро избавиться от разнообразных дефектов конструкции, внести изменения в материалы, которые были запланированы для отделки помещения.

Маркетологи также активно задействуют рендеринг в разработке и реализации собственных рекламных кампаний, так как фотореалистичные картинки помогают с созданием яркого, узнаваемого образа финального продукта.

Компьютерные и видеоигры

Рендеринг предоставляет возможность достичь фотореализма, высокой четкости изображения, которые сегодня считаются одними из решающих факторов в процессе выпуска нового игрового проекта. Современные пользователи хотят получить в компьютерных и видеоиграх с элементами виртуальной реальности шанс расслабиться и отдохнуть, а разработчики ПО – продукт, который будет выглядеть реалистично, привлекать внимание.

Разные виды рендеринга в видеоиграх для персональных компьютеров, игровых консолей в течение нескольких лет позволили существенно усовершенствовать графику, вдохнуть инновационный дух в индустрию.

Видеомонтаж

Такие программы активно используются во время сведения отдельных элементов в единый видеоряд. В процессе редактирования видео происходит накладывание аудиодорожек, надписей, разнообразных графических компонентов. В большинстве случаев до рендеринга видео может иметь существенный размер, что будет приводить к сильным нагрузкам на процессор персонального компьютера. После выполнения обработки с помощью специализированного программного обеспечения файл будет «сжат» до оптимальных размеров – а значит, его можно без проблем открывать на ПК, телевизоре и загружать на разные видеохостинги.

Киноиндустрия

Сегодня данная сфера не может обойтись без компьютерной графики, которая предоставляет возможность не только отказаться от сложных костюмов, декораций, но и добавить яркости, масштабности фильму. В студиях трехмерной анимации специалисты создают:

• уникальных персонажей;
• фоны;
• разные предметы, несуществующие в природе;
• визуальные компоненты с достаточно высоким уровнем детализации.

С помощью рендеров можно создавать симуляторы дополнительного света, что существенно облегчает процесс обработки фильмов. При этом для обработки такого массива данных используются не просто персональный компьютер с необходимым ПО, а полноценные рендер-фермы.

Базовые техники рендеринга

Основные методы рендеринга, которые сегодня активно используются, помогают получить итоговое фотореалистичное изображение. При этом большинство алгоритмов объединены общей задачей – создать рисунок, опираясь на тонкости и особенности попадания светового луча на конкретные объекты. Грамотное распределение пучков света по ключевому предмету позволяет достичь фотореализма. Чтобы выполнить эту задачу, программное обеспечение для рендеринга использует такую технику:

1. Растеризация. Это одна из самых древних методик, которая подразумевает распределение обрабатываемой модели на существенное количество полигонов посредством сетки. Вершины таких полигонов содержат данные о положении, текстуре, цвете объекта. Такой метод не подразумевает эффект перспективы в отношении наблюдателя. Растеризация считается самым быстрым способом обработки изображения, поэтому используется для работы с рисунками в режиме реального времени – игры, симуляторы, интерактивный графический интерфейс.
2. Рейкастинг или лучевое литье. Если в обрабатываемой сцене представлены объекты, которые перекрывают друг друга, то предыдущий алгоритм не сможет проработать их корректно. В такой ситуации лучше использовать рейкастинг. Методика подразумевает приведение лучей, когда свет направляется на предмет с точки зрения именно наблюдателя. Использование этой техники позволит выводить световые лучи на каждый пиксель картинки. Это значит, что будет отрисована именно та поверхность, куда свет попадет в первую очередь.
3. Трассировка. Особенности действия этого метода схожи с предыдущим, но отличается более корректным отражением света. Речь идет про то, что первичные лучи, которые направлены на предмет, продуцируют вторичные, например, теневые, отраженные, преломляющие. Алгоритм учитывает обязательно свойства поверхности объекта, что позволяет создавать максимально правильное реалистичное изображение.
4. Уравнение рендеринга. Чтобы создать максимально реалистичное изображение, важно не только направление света, но также обработка достаточно массивных непростых математических данных. Для этого создан алгоритм уравнения рендеринга, который позволяет моделировать освещение предметов в сцене. Техника учитывает все источники света, которые задействованы в ПО.

Использование таких методик предоставляет возможность специалистам создавать максимально реалистичное, качественное изображение.

Разновидности рендеринга

Существует несколько видов обработки рисунков, видео, которые используются сегодня в разных сферах деятельности. Предлагаем остановится на каждом немного подробнее.

Онлайн-рендеринг

Обработка картинок в режиме онлайн используется в тех ситуациях, когда компьютерная графика должна быстро и качественно обрабатывать рисунок, выводить его на монитор уже в готовом виде. Главной причиной повышенных требований к рендерингу считается интерактивность пользователей – игра или работа в онлайн-режиме, поэтому отсутствует время на расчет действий игроков и, как следствие, картинка должна выводиться очень быстро.

Чтобы сцена или игра была плавной и беспрерывно отображалась, потребуется движок рендера, способный обрабатывать не меньше 20-25 кадров каждую секунду. Для достижения поставленных задач разработчики рекомендуют оптимизировать процесс максимально.

Предварительный рендер

Этот вариант используется в тех случаях, когда необходимо обработать анимацию или сложный визуальный эффект. Поэтому предварительный рендер используется в киностудиях, где не важна скорость, потребность в интерактиве, а существует необходимость в качестве и реалистичности изображения. Это вид подразумевает, что вся нагрузка ложится на центральный процессор ПК. Поэтому для эффективности обработки изображения важно иметь достаточно мощный движок персонального компьютера.

Специалисты, которые используют предварительный рендеринг, не сталкиваются с потребностью оптимизировать процессы, ведь допускается использование качественных трехмерных моделей, текстурных карт с очень высоким разрешением. Это позволяет создавать реалистичные картинки.

Какое программное обеспечение можно использовать?

Сегодня существует впечатляющее разнообразие утилит, предназначенных для рендеринга. Самыми популярными считаются:

• 3DS Max. Активно используется в разных направлениях. Предоставляет возможность создавать мультипликационных персонажей, архитектурные проекты, детализированные сцены для видео-, компьютерных игр. Отличается превосходной совместимостью с Autodesk, что позволяет специалистам использовать максимальный набор функционала. Программное обеспечение предлагается за определенную плату, но студенты могут получить его на трехлетний период безвозмездно.
• Maya. Эта программа также от разработчика Autodesk, поэтому отличается комфортным интерфейсом, возможностью оптимизировать рабочее пространство под персональные нужды, а также обширным функционалом. Используется для моделинга игровых персонажей, обработки видеороликов, анимации, компьютерной графики.
• Lumion. Программа идеально подходит для новичков в данном направлении, так как отличается простым интерфейсом, возможностью настройки работы на нескольких устройствах для редактирования и обработки в любой удобный момент. ПО задействует графическую карту в процессе работы, поэтому специалист сталкивается с ограничениями по работе с другими программами, которые используют данный компонент.

Существуют и другие рендеры, которые идеально справляются с задачами, связанными с редактированием и обработкой изображений, видео. Каждый пользователь выбирает программное обеспечение под собственные предпочтения и требования к функционалу, иным характеристикам. Можно попробовать работать в разных приложениях, чтобы выбрать оптимальный для себя вариант, подходящий для конкретных задач и целей.

Начни обучение сегодня
FrontEnd разработчик

Профессия Frontend-разработчик — лидер по количеству запросов от работодателей. Без этого специалиста не может обойтись ни одна современная компания, у которой есть сайт. Хотите стать Frontend-разработчиком и создавать сайты, интернет-магазины, маркетплейсы и прочее? Записывайтесь на наш курс!

QA Automation Engineer

QA Automation Engineer — это специалист, который обеспечивает качество продукта и контролирует все этапы разработки с момента появления идеи до релиза. Он имеет компетенции и тестировщика, и разработчика. Он участвует во всех процессах разработки: от подготовки стандартов и требований до самой разработки продукта. А также владеет ручным тестированием и пишет скрипты для автоматизации этого процесса, докладывает о проблемах и контролирует их исправление.

Project Manager

Project Manager — специалист, без которого не может обойтись ни один IT-проект. Если вы хотите войти в сферу IT-технологий, но учить языки программирования это не для вас, тогда профессия Project Manager — то, что вам нужно! Запишитесь на курс Project Management и начните свой путь в IT!

Популярное

10 задачек, которые дают на собеседованиях в IT-компании

8 главных качеств программиста: что говорят работодатели

Frontend разработчик: главные навыки

Источник: deveducation.com