Рендерить что это: Что такое рендеринг? И что такое рендер? Словарь разработчиков компьютерных игр!

Содержание

Что такое рендеринг? И что такое рендер? Словарь разработчиков компьютерных игр!

В продолжении ликбеза по компьютерной графике как для программистов, так и для художников хочу поговорить о том что такое рендеринг. Вопрос не так сложен как кажется, под катом подробное и доступное объяснение!

Я начал писать статьи, которые являются ликбезом для разработчика игр. И поторопился, написав статью про шейдеры, не рассказав что же такое рендеринг. Поэтому эта статья будет приквелом к введению в шейдеры и отправным пунктом в нашем ликбезе.

Что такое рендеринг? (для программистов)

Итак, Википедия дает такое определение: Ре́ндеринг (англ. rendering — «визуализация») — термин в компьютерной графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы.

Довольно неплохое определение, продолжим с ним. Рендеринг — это визуализация. В компьютерной графике и 3д-художники и программисты под рендерингом понимают создание плоской картинки — цифрового растрового изображения из 3д сцены.
То есть, неформальный ответ на наш вопрос «Что такое рендеринг?» — это получение 2д картинки (на экране или в файле не важно). А компьютерная программа, производящая рендеринг, называется рендером (англ. render) или рендерером (англ. renderer).

Рендер

В свою очередь словом «рендер» называют чаще всего результат рендеринга. Но иногда и процесс называют так же (просто в английском глагол — render перенесся в русский, он короче и удобнее). Вы, наверняка, встречали различные картинки в интернете, с подписью «Угадай рендер или фото?». Имеется ввиду это 3D-визуализация или реальная фотография (уж настолько компьютерная графика продвинулась, что порой и не разберешься).

Виды рендеринга

В зависимости от возможности сделать вычисления параллельными существуют:

  • многопоточный рендеринг — вычисления выполняются параллельно в несколько потоков, на нескольких ядрах процессора,
  • однопоточный рендеринг — в этом случае вычисления выполняются в одном потоке синхронно.

Существует много алгоритмов рендеринга, но все их можно разделить на две группы по принципу получения изображения: растеризация 3д моделей и трасировка лучей. Оба способа используются в видеоиграх. Но трасировка лучей чаще используется не для получения изображений в режиме реального времени, а для подготовки так называемых лайтмапов — световых карт, которые предрасчитываются во время разработки, а после результаты предрасчета используются во время выполнения.

В чем суть методов? Как работает растеризация и трасировка лучей? Начнем с растеризация.

Растеризация полигональной модели

Сцена состоит из моделей, расположенных на ней. В свою очередь каждая модель состоит из примитивов.
Это могут быть точки, отрезки, треугольники и некоторые другие примитивы, такие как квады например. Но если мы рендерим не точки и не отрезки, любые примитивы превращаются в треугольники.

Задача растеризатора (программа, которая выполняет растеризацию) получить из этих примитивов пиксели результирующего изображения. Растеризация в разрезе графического пайплайна, происходит после вершинного шейдера и до фрагментного (Статья про шейдеры).

*возможно следующей статьёй будет обещанный мной разбор графического пайплайна, напишите в комментариях нужен ли такой разбор, мне будет приятно и полезно узнать скольким людям интересно это всё. Я сделал отдельную страничку где есть список разобранных тем и будущих — Для разработчиков игр

В случае с отрезком нужно получить пиксели линии соединяющей две точки, в случае с треугольником пиксели которые внутри него. Для первой задачи применяется алгоритм Брезенхема, для второй может применяться алгоритм заметания прямыми или проверки барицентрических координат.

Сложная модель персонажа состоит из мельчайших треугольников и растеризатор генерирует из неё вполне достоверную картинку. Почему тогда заморачиваться с трассировкой лучей? Почему не растеризовать и все? А смысл вот в чем, растеризатор знает только своё рутинное дело, треугольники — в пиксели. Он ничего не знает об объектах рядом с треугольником.

А это значит что все физические процессы которые происходят в реальном мире он учесть не в состоянии. Эти процессы прямым образом влияют на изображение. Отражения, рефлексы, тени, подповерхностное рассеивание и так далее! Все без чего мы будем видеть просто пластмассовые модельки в вакууме…

А игроки хотят графоний! Игрокам нужен фотореализм!

И приходится графическим программистам изобретать различные техники, чтобы достичь близости к фотореализму. Для этого шейдерные программы используют текстуры, в которых предрассчитаны разные данные света, отражения, теней и подповерхностного рассеивания.

В свою очередь трассировка лучей позволяет рассчитать эти данные, но ценой большего времени рассчета, которое не может быть произведено во время выполнения. Рассмотрим, что из себя представляет этот метод.

Трасировка лучей (англ.

ray tracing)

Помните о корпускулярно волновом дуализме? Напомню в чем суть: свет ведёт себя и как волны и как поток частиц — фотонов. Так вот трассировка (от англ «trace» прослеживать путь), это симуляция лучей света, грубо говоря. Но трассирование каждого луча света в сцене непрактично и занимает неприемлемо долгое время.

Мы ограничимся относительно малым количеством, и будем трассировать лучи по нужным нам направлениям.
А какие направления нам нужны? Нам надо определять какие цвета будут иметь пиксели в результирующей картинке. Тоесть количество лучей мы знаем, оно равно количеству пикселей в изображении.

Что с направлением? Все просто, мы будем трассировать лучи в соответствии с точкой наблюдения (то как наша виртуальная камера направлена). Луч встретится в какой-то точке с объектом сцены (если не встретится, значит там темный пиксель или пиксель неба из скайбокса, например).

При встрече с объектом луч не прекращает своё распространение, а разделяется на три луча-компонента, каждый из которых вносит свой вклад в цвет пикселя на двумерном экране: отражённый, теневой и преломлённый.

Количество таких компонентов определяет глубину трассировки и влияет на качество и фотореалистичность изображения. Благодаря своим концептуальным особенностям, метод позволяет получить очень фотореалистичные изображения, однако из-за большой ресурсоёмкости процесс визуализации занимает значительное время.

Рендеринг для художников

Но рендеринг это не только программная визуализация! Хитрые художники тоже используют его. Так что такое рендеринг с точки зрения художника? Примерно то же самое, что и для программистов, только концепт-художники выполняют его сами. Руками. Точно так же как рендерер в видео-игре или V-ray в Maya художники учитывают освещение, подповерхностное рассеивание, туман и др. факторы, влияющие на конечный цвет поверхности.

К примеру картинка выше, поэтапно прорабатывается таким образом: Грубый скетч — Лайн — Цвет — Объем — Рендер материалов.

Рендер материалов включает в себя текстурирование, проработку бликов — металлы, например, чаще всего очень гладкие поверхности, которые имеют четкие блики на гранях. Помимо всего этого художники сталкиваются с растеризацией векторной графики, это примерно то же самое, что и растеризация 3д-модели.

Растеризация векторной графики

Суть примерно такая же, есть данные 2д кривых, это те контуры, которыми заданы объекты. У нас есть конечное растровое изображение и растеризатор переводит данные кривых в пиксели. После этого у нас нет возможности масштабировать картинку без потери качества.

Читайте дальше

Статьи из рубрики «Ликбез для начинающих разработчиков игр«, скорее всего окажутся очень для Вас полезными, позвольте-с отрекомендовать:

Послесловие

В этой статье, я надеюсь, вы осили столько букв, вы получили представление о том, что такое рендеринг, какие виды рендеринга существуют. Если какие-то вопросы остались — смело задавайте их в комментариях, я обязательно отвечу. Буду благодарен за уточнения и указания на какие-то неточности и ошибки.

Что такое РЕНДЕР (РЕНДЕРИНГ) — простой ответ что это значит

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 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.

 

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:

 

  • 3ds Max;
  • Maya;
  • Blender;
  • Cinema 4d и др.

 

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:

 

  • V-ray;
  • Mental ray;
  • Corona renderer и др.

 

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.

 

 

Что такое Рендеринг видео?

 

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.

Что такое 3D рендер или рендеринг (render / rendering ). Простым языком и подробно.

Опубликовано: 17 августа 2020 г.

Что такое рендер ( render / rendering )?

Дословный перевод с английского языка слова рендеринг — визуализация или отрисовка. В нашем случае речь идет преобразовании трехмерной сцены в статическую картинку, или секвенцию кадров (секвенция кадров, это тип сохранения множества последовательных кадров если говорить о рендеринге анимации). В программах для создания 3d контента (типа 3ds max, cinema4d, sketch up и др.) рендеринг сцен происходит с помощью математических просчетов. Рендер — соотв. это изображение полученное с помощью математических просчетов на ПК.

Рендеринг — это одна из основных подтем компьютерной 3D-графики, и на практике она всегда связана с остальными. В «графическом конвейере» это последний важный шаг, дающий окончательный вид любой 3d сцене. С возрастающей потребностью компьютерной графики начиная с 1970-х годов, она стала более отчетливым предметом.

Сфера применения

Рендеринг сцен используется в: компьютерных видеоиграх, симуляторах, фильмах, рекламных роликах, телевизионных спецэффектах и архитектурной 3D визуализации. Каждая сфера деятельности использует различный баланс функций и методов просчета. Рассмотрим пару примеров применения рендеринга более детально:

В этой рекламе производитель заменил настоящую пачку чипсов на 3d модель с последующим рендером. Это позволило сэкономить много времени при производстве рекламного ролика на разные рынки сбыта. Поскольку пачка чипсов для разных стран будет выглядеть по-разному, нет необходимости снимать сотни дублей с разными вариантами пачки. Достаточно одного ролика, а пачку теперь можно сделать любую.

Теперь на телеэкране реальным можно сделать все и всех. Нет необходимости в макетах, манекенах, париках, гриме. 3d модель с последующим рендерингом экономит время и средства необходимые на производство спец-эффектов.

Рендер студии Viarde, сделанный для одной из мебельных фабрик. Производителям мебели, света, техники т.п., больше нет необходимости оплачивать дорогостоящие фото студии, чтобы наилучшим образом представить свои продукты. За несколько дней и с намного меньшей стоимостью это сделают студии занимающиеся 3d визуализацией.

Системы рендеринга

Системы рендеринга которые используются 3D редакторами для просчета (отрисовки) визуализации бывают встроенные в программу или внешние подключаемые (устанавливаться отдельно). Чаще внешние системы рендеринга имеют лучше качество визуализации чем встроенные, потому что они разрабатываться не зависимо от 3D редактора, и команда разработчиков работает только над усовершенствованием своего продукта не отвлекаясь на работу с 3D редактором. У команд разрабатывающих внешние рендеры больше времени и возможностей на то, чтобы сделать свой продукт лучшим на рынке. Но из-за этого чаще всего, в отличие от встроенных рендер систем за них придется заплатить дополнительно.

Внутри рендеринг представляет собой тщательно разработанную программу, основанную на выборочной смеси дисциплин, связанных с: физикой света, визуальным восприятием, математикой и разработкой программного обеспечения.

В случае 3D-графики рендеринг может выполняться медленно, как в режиме предварительного рендеринга (pre-rendering), так и в режиме реального времени (real time rendering).

Предварительный рендеринг — это метод визуализации который используется в средах, где скорость не имеет значения, а вычисления изображения выполняются с использованием многоядерных центральных процессоров, а не выделенного графического оборудования. Эта техника рендеринга в основном используется в анимации и визуальных эффектах, где фотореализм должен быть на самом высоком уровне.

Рендеринг в реальном времени: выдающаяся техника рендеринга, используемая в интерактивной графике и играх, где изображения должны создаваться в быстром темпе. Поскольку взаимодействие с пользователем в таких средах является высоким, требуется создание изображения в реальном времени. Выделенное графическое оборудование и предварительная компиляция доступной информации повысили производительность рендеринга в реальном времени.

Рендеринг в архитектурной 3D визуализации

На сегодняшний день самыми популярными и качественными системами для архитектурной 3d визуализации являются Vray и Corona Renderer. Обе системы принадлежат одному разработчику Chaos Group (Болгария).

Vray появился еще в 2000 году и хорошо себя зарекомендовал во многих сферах визуализации благодаря своей гибкости и широкому набору инструментов для включения в рабочий процесс различных студий, будь то анимационные или архитектурные компании.

Основные достоинства V-Ray:

1. Поддерживает сетевой рендер несколькими компьютерами.

2. Очень широкий спектр настроек для разных задач связанных с трехмерной графикой.

3. Огромный набор материалов.

4. Поддерживает большой набор пассов для композинга картинки или видео.

Corona Renderer — это внешний современный высокопроизводительный фотореалистичный рендер, доступный для Autodesk 3ds Max, MAXON Cinema 4D. Разработка Corona Renderer началась еще в 2009 году как сольный студенческий проект Ондржея Карлика в Чешском техническом университете в Праге. С тех пор Corona превратилась в коммерческий проект, работающий полный рабочий день, после того как Ондржей основал компанию вместе с бывшим художником компьютерной графики Адамом Хотови и Ярославом Крживанеком, доцентом и исследователем в Карловом университете в Праге. В августе 2017 года компания стала частью Chaos Group, что позволило дальнейшее расширение и рост. Несмотря на свой молодой возраст, Corona Renderer стал очень конкурентноспособным рендером, способным создавать высококачественные результаты.

Главное достоинство Corona Renderer это очень реалистичная визуализация при простых настройках системы. Она отлично подойдет для новичков, перед которыми стоят простые задачи.

Скорость рендера

Рендер системы при работе как все остальные программы установленные на компьютер требует для просчета изображения определенные ресурсы вашего ПК. В основном требуется мощность процессора и количество оперативной памяти. Такие рендер системы называются CPU Rendering. Есть еще GPU Rendering, это рендер системы просчитывающие изображения с помощью видеокарты ( процессора ). Например Vray имеет возможность рендерить и CPU и GPU.

Время рендеринга зависит от некоторых основных факторов: сложности сцены, количества источников света, наличия высокополигональных моделей, прозрачных или отражающих материалов.

Поэтому рендеринг требует больших мощностей. Обычный офисный ПК не подойдет для этой задачи. Если вы собираетесь рендерить, вам нужна особая сборка компьютера, что бы этот процесс проходил быстро. Все рендер системы имеют разные настройки, где-то больше где, то меньше. Их можно менять что бы получить картинку быстрее, но при этом придется экономить на ее качестве.

Лучший способ для того чтобы, сократить время просчета картинки это использовать сетевой рендеринг или готовую рендер ферму в интернете. Можно распределить рендер между разными компьютерами через локальную сеть или интернет. Для этого все компьютеры участвующие в процессе должны иметь такую же программу для рендеринга, такой же 3д редактор и такие же плагины, как и основной компьютер с которого запускается рендер.

История и основы вычислительных процессов рендеринга

За многие годы разработчики исследовали многие алгоритмы рендеринга. Программное обеспечение, используемое для рендеринга, может использовать ряд различных методов для получения конечного изображения. Отслеживание и просчет каждого луча света в сцене было бы непрактичным и потребовало бы огромного количества времени. Даже отслеживание и просчет части лучей, представляет собой достаточно большой обьем для получения изображения и занимает слишком много времени, если сэмплы (сэмпл — просчет одного луча света) не ограничены разумным образом.

Таким образом, появилось четыре «семейства» более эффективных методов моделирования переноса света: растеризация, включая scanline rendering, рассматривает объекты в сцене и проецирует их для формирования изображения без возможности генерирования эффекта перспективы точки обзора; При Ray casting сцена рассматривается как наблюдаемая с определенной точки зрения, вычисляя наблюдаемое изображение, основываясь только на геометрии и основных оптических законах интенсивности отражения, и, возможно, используя методы Монте-Карло для уменьшения артефактов; radiosity использует — элементную математику для моделирования диффузного распространения света от поверхностей; ray tracing аналогична ray casting, но использует более совершенное оптическое моделирование и обычно использует методы Монте-Карло для получения более реалистичных результатов со скоростью, которая часто на несколько порядков медленнее.

Самое современное программное обеспечение сочетает в себе два или более методов просчета света для получения достаточно хороших результатов при разумных затратах времени.

Scanline rendering и растеризация

Высокоуровневое представление изображения обязательно содержит элементы, отличные от пикселей. Эти элементы называются примитивами. Например, на схематическом рисунке отрезки и кривые могут быть примитивами. В графическом пользовательском интерфейсе окна и кнопки могут быть примитивами. В 3D-рендеринге треугольники и многоугольники в пространстве могут быть примитивами.

Если pixel-by-pixel подход к визуализации нецелесообразен или слишком медленен для какой-либо задачи, тогда primitive-by-primitive подход к визуализации может оказаться полезным. Здесь каждый просматривает каждый из примитивов, определяет, на какие пиксели изображения он влияет, и соответственно модифицирует эти пиксели. Это называется растеризацией, и это метод рендеринга, используемый всеми современными видеокартами.

Растеризация часто быстрее, чем pixel-by-pixel рендеринг. Во-первых, большие области изображения могут быть пустыми от примитивов; Растеризация будет игнорировать эти области, но рендеринг pixel-by-pixel должен проходить через них. Во-вторых, растеризация может улучшить когерентность кэша и уменьшить избыточную работу, используя тот факт, что пиксели, занятые одним примитивом, имеют тенденцию быть смежными в изображении. По этим причинам растеризация обычно является подходящим выбором, когда требуется интерактивный рендеринг; однако, pixel-by-pixel подход часто позволяет получать изображения более высокого качества и является более универсальным, поскольку он не зависит от такого количества предположений об изображении, как растеризация.

Растеризация существует в двух основных формах, не только когда визуализируется вся грань (примитив), но и когда визуализируются все вершины грани, а затем пиксели на грани, которые лежат между вершинами, визуализированными с помощью простого смешивания каждого цвета вершины с следующим. Эта версия растеризации обогнала старый метод, поскольку позволяет графике течь без сложных текстур. Это означает, что вы можете использовать более сложные функции taxing shading видеокарты и при этом добиться лучшей производительности, потому что вы освободили место на карте, так как сложные текстуры не нужны. Иногда люди используют один метод растеризации на одних гранях, а другой метод — на других, основываясь на угле, под которым это грань встречается с другими соединенными гранями, это может увеличить скорость и не немного снизить общий эффект изображений.

Ray casting

Ray casting в основном используется для моделирования в реальном времени, такого как те, которые используются в трехмерных компьютерных играх и мультипликационных анимациях, где детали не важны или где более эффективно вручную подделывать детали, чтобы получить лучшую производительность на этапе вычислений. Обычно это тот случай, когда нужно анимировать большое количество кадров. Результаты имеют характерный «плоский» внешний вид, когда никакие дополнительные приемы не используются, как если бы все объекты на сцене были окрашены матовым покрытием или слегка отшлифованы.

Моделируемая геометрия анализируется попиксельно (pixel-by-pixel), построчно (line by line), с точки зрения наружу, как если бы лучи отбрасывались от точки взгляда. Там, где объект пересекается, значение цвета в точке может быть оценено с использованием нескольких методов. В самом простом случае значение цвета объекта в точке пересечения становится значением этого пикселя. Цвет можно определить по текстурной карте. Более сложный метод заключается в изменении значения цвета с помощью коэффициента освещения, но без расчета отношения к моделируемому источнику света. Чтобы уменьшить артефакты, количество лучей в слегка разных направлениях может быть усреднено.

Может быть дополнительно использовано грубое моделирование оптических свойств: обычно очень простое вычисление луча от объекта к точке зрения. Другой расчет сделан для угла падения световых лучей от источника(ов) света. И из этих и указанных интенсивностей источников света вычисляется значение пикселя. Или можно использовать освещение, построенное по алгоритму radiosity. Или их сочетание.

Radiosity

Radiosity — это метод, который пытается симулировать способ, которым отраженный свет, вместо того, чтобы просто отражаться от другой поверхности, также освещает область вокруг него. Это обеспечивает более реалистичное затенение и, кажется, лучше отражает «атмосферу» внутренней сцены. Классическим примером является способ, которым тени «обнимают» углы комнат.

Оптическая основа симуляции состоит в том, что некоторый рассеянный свет из данной точки на данной поверхности отражается в большом спектре направлений и освещает область вокруг него.

Техника симуляции может варьироваться по сложности. Многие изображения имеют очень приблизительную оценку радиуса, просто слегка освещая всю сцену с помощью фактора, известного как окружение. Однако, когда расширенная оценка Radiosity сочетается с высококачественным алгоритмом Ray tracing, изображения могут демонстрировать убедительный реализм, особенно для интерьерных сцен.

В расширенной симуляции radiosity рекурсивные, конечно-элементные алгоритмы «отражают» свет назад и вперед между поверхностями в модели, пока не будет достигнут некоторый предел рекурсии. Таким образом, окраска одной поверхности влияет на окраску соседней поверхности, и наоборот. Результирующие значения освещенности по всей модели (иногда в том числе для пустых пространств) сохраняются и используются в качестве дополнительных входных данных при выполнении расчетов в модели наведения луча или трассировки лучей.

Из-за итеративного/рекурсивного характера техники сложные объекты особенно медленно подражают. Расширенные расчеты radiosity могут быть зарезервированы для расчета атмосферы комнаты, от света, отражающегося от стен, пола и потолка, без изучения вклада, который сложные объекты вносят в radiosity, или сложные объекты могут быть заменены в вычислении radiosity более простым объекты одинакового размера и текстуры.

Если в сцене наблюдается незначительная перегруппировка объектов radiosity, одни и те же данные radiosity могут повторно использоваться для ряда кадров, что делает radiosity эффективным способом улучшения плоскостности приведения лучей без серьезного влияния на общее время рендеринга на кадр. Из-за этого, radiosity стал ведущим методом рендеринга в реальном времени, и был использован для начала и создания большого количества известных недавних полнометражных анимационных 3D-мультфильмов.

Ray tracing

Ray tracing является продолжением той же технологии, которая была разработана при Scanline и Ray casting. Как и те, он хорошо обрабатывает сложные объекты, и объекты могут быть описаны математически. В отличие от Scanline и Ray casting, Ray tracing почти всегда является методом Монте-Карло, который основан на усреднении числа случайно сгенерированных образцов из модели.

В этом случае сэмплы представляют собой воображаемые лучи света, пересекающие точку обзора от объектов в сцене. Это в первую очередь полезно, когда сложный и точный рендеринг теней, преломление или отражение являются проблемами.

В конечном итоге, при качественном рендеринге работы с трассировкой лучей несколько лучей обычно снимаются для каждого пикселя и прослеживаются не только до первого объекта пересечения, но, скорее, через ряд последовательных «отскоков», используя известные законы оптики, такие как «угол падения равен углу отражения» и более продвинутые законы, касающиеся преломления и шероховатости поверхности.

Как только луч либо сталкивается с источником света, или, более вероятно, после того, как было оценено установленное ограничивающее количество отскоков. Тогда поверхностное освещение в этой конечной точке оценивается с использованием методов, описанных выше, и изменения по пути через различные отскоки оцениваются для оценить значение, наблюдаемое с точки зрения. Это все повторяется для каждого сэмпла, для каждого пикселя.

В некоторых случаях в каждой точке пересечения может быть создано несколько лучей.

Как метод грубой силы, Ray tracing была слишком медленной, чтобы рассматривать ее в режиме реального времени, и до недавнего времени она была слишком медленной, чтобы даже рассматривать короткие фильмы любого уровня качества. Хотя она использовалась для последовательностей спецэффектов и в рекламе, где требуется короткая часть высококачественного (возможно, даже фотореалистичного) материала.

Однако усилия по оптимизации для уменьшения количества вычислений, необходимых для частей работы, где детализация невелика или не зависит от особенностей трассировки лучей, привели к реалистической возможности более широкого использования Ray tracing. В настоящее время существует некоторое оборудование с аппаратной ускоренной трассировкой лучей, по крайней мере, на этапе разработки прототипа, и некоторые демонстрационные версии игр, в которых показано использование программной или аппаратной трассировки лучей в реальном времени.

Пара интересных фактов про рендеринг

Например фильм «Аватар» Джеймса Камерона рендерился на 34 стойках HP с 32 блейдами HP Proliant BL2x220c в каждой 40 000 процессорных ядер и 104 Тб RAM. При такой мощности на один кадр уходило около 50-ти часов.

А известная мультипликационная компания Pixar, которая сделала такие мультфильмы как «Волли» и «Тачки», разработала для своих проектов собственную рендер систему которая называется Pixars RenderMan. Этот рендер направлен на быстрый просчет сложных анимационных эффектов, таких как: вода, облака, шерсть, волосы и другое.

Итог

С каждым днем рендер системы используются все больше в разных сферах деятельности. Для фильмов, мультфильмов, архитектуры, рекламы, промышленности, автомобилестроения и многие другое. Так что если вы видите где, то статическое изображение или анимацию, вполне возможно что это результат рендеринга.

Что такое масштаб рендера в играх. Что такое рендеринг? И что такое рендер? Словарь разработчиков компьютерных игр! Программы для рендеринга

Рендеринг (rendering) – завершающий этап обработки сцен, полученных в результате 3d-визуализации. Различают две основных стадии этого процесса – в реальном времени, используют преимущественно в компьютерных играх, и пре-рендеринг. Именно он нашел применение в бизнесе. В первом случае большее значение имеет скорость выполнения расчетов, только при соблюдении этого условия качество изображений останется высоким. При предварительном рендеринге в приоритете реалистичность рисунка.

Пре-рендеринг

Для выполнения рендеринга этого типа используют особое программное обеспечение. Продолжительность обработки зависит от ее сложности. Процесс состоит из наложения света и образуемых им теней, добавления цвета, иных эффектов. Главная задача моделлеров – добиться, чтобы результат был предельно правдивым, для чего необходимо ориентироваться в одном из самых сложных разделов физики – оптике. Грамотно выполненный рендеринг особенно важен в 3d-моделировании интерьеров – надо точно просчитать, как будет выглядеть помещение при естественном и искусственном освещении, подобрать оттенки предметов обстановки, иные нюансы. Основные методы финальной обработки при объемном проектировании:


Принято использовать комбинацию нескольких методов, что позволяет снизить затраты ресурсов и обеспечить требуемое качество.

Особенности рендеринга

На доведение предварительного эскиза до совершенства понадобится много времени – продолжительность обработки сложных изображений компьютером может достигать нескольких часов. За этот период происходит:

  • раскраска;
  • детализация мелких элементов;
  • проработка световых эффектов – отражения потоков, теней и прочих;
  • отображение климатических условий;
  • реализация иных деталей, позволяющих повысить реалистичность.

Сложность обработки влияет на формирование цены 3d-визуализации , чем больше потребуется времени, тем дороже обойдется работа над проектом. По возможности моделлеры упрощают процесс рендеринга, к примеру, просчитывают отдельные моменты или используют другие инструменты, позволяющие сократить время визуализации без ухудшения ее качества.

Выбор редакции

Компьютерная графика – важная часть почти любой сферы и окружения, с которыми взаимодействует человек.

Все объекты городской среды, дизайн помещений, предметов обихода, и на стадии их проектирования и внедрения выполнялись в виде объемной компьютерной модели, которую рисуют в специальных программах художники.

Рисование модели происходит в несколько этапов, одним из заключительных из них является рендеринг – что это такое и как он осуществляется, рассказано в данном материале.

Определение

Рендеринг (или как его еще называют, рендер) – один из заключительных процессов в обработке и отрисовке определенной объемной трехмерной компьютерной модели.

Технически он представляет из себя процесс «склеивания» или сопоставления, создания трехмерного изображения из некоторого количества изображений двухмерных. В зависимости от качественности или детализированности, двух мерных изображений может быть как всего несколько, так и очень много.

Также иногда на этом этапе в процессе «сбора» модели могут применяться и некоторые трехмерные элементы.

Процесс этот достаточно сложный и длительный. Он основывается на различных подсчетах, выполняемых как компьютером , так и самим художником (в меньшей степени).

Важно! Программы, которые позволяют осуществлять его, предназначены для работы с трехмерной графикой, а значит, они достаточно мощные и требуют значительных аппаратных ресурсов, и значительного объема оперативной памяти.

Они оказывают значительную нагрузку на «железо» компьютера.

Сфера применения

В каких же сферах применимо данное понятие и необходимо проведение такого процесса?

Этот процесс необходим во всех сферах, в которых задействуется составление объемных трехмерных моделей, и вообще компьютерная графика, а это почти все сферы жизни, с которыми может взаимодействовать современный человек.

Компьютерное проектирование применяется в:

  • Проектировании зданий и сооружений;
  • Ландшафтной архитектуре;
  • Проектировании городской среды;
  • Дизайне помещений;
  • Почти каждая произведенная материальная вещь когда-то была компьютерной моделью;
  • Видеоиграх;
  • Производстве кинофильмов и др.

При этом, данный процесс, по своей сути, является завершающим.

Он может быть последним или предпоследним при проектировании модели.

Отметим, что рендерингом часто называют и не сам процесс составления модели, а его результат – готовую компьютерную трехмерную модель.

Технология

Данную процедуру можно назвать одной из самых сложных при работе с трехмерными изображениями и объектами в компьютерной графике.

Этот этап сопровождается сложными техническими вычислениями, которые выполняет движок программы – математические данные о сцене и объекте на этом этапе переводятся в окончательное двухмерное изображение.

То есть, цветовые, световые и иные данные о трехмерной модели попиксельно перерабатываются таким образом, что бы она могла быть отображена как двухмерная картинка на экране компьютера.

То есть, с помощью ряда вычислений система определяет, как именно должен быть окрашен каждый пиксель каждого двухмерного изображения для того, что в результате, на экране компьютера пользователя, это выглядело как трехмерная модель.

Виды

В зависимости от особенностей технологии и работы выделяются два основных типа такого процесса – это рендеринг в реальном времени и предварительный.

В реальном времени

Такой типа имеет широкое распространение, преимущественно, в компьютерных играх.

В условиях игры изображение должно максимально быстро просчитываться и выстраиваться, например, при движении пользователя на локации.

И хотя это не происходит «с нуля» и имеются некоторые изначальные объемные заготовки, все равно, именно из-за этой особенности компьютерные игры такого типа оказывают очень большую нагрузку на аппаратную часть компьютера.

При сбое в таком случае может происходить изменение и искажение картинки, могут появляться непрогрузившиеся пиксели, при выполнении пользователем (персонажем) каких-либо действий, картинка фактически может не меняться полностью или частично.

В режиме реального времени такой движок в играх работает потому, что предугадать характер действий, направление движения игрока и т. д. невозможно (хотя есть проработанные наиболее вероятные сценарии).

По этой причине движку приходится обрабатывать картинку со скорость 25 кадров в секунду , так как уже при снижении скорости до 20 кадров в секунду, пользователь будет ощущать дискомфорт, так как картинка станет дергаться и тормозить.

При всем этом очень важную роль играет процесс оптимизации, то есть те меры, которые разработчики предпринимают для снижения нагрузки на движок и повышение его производительности во время игры.

По этой причине для плавного рендеринга необходимы, в первую очередь, карта текстур и некоторые допустимые упрощения графики.

Такие меры помогают снизить нагрузку как на движок, так и на аппаратную часть компьютера , что в итоге приводит к тому, что игра легче запускается, проще и быстрее работает.

Именно от качества оптимизации движка рендера во многом зависит то, насколько стабильно работает игра, и насколько реалистично смотрится все происходящее.

Предварительный

Такой тип используется в ситуациях, когда интерактивность не важна.

Например, именно такой тип широко используется в киноиндустрии, при проектировке любой модели ограниченного функционала, например, предназначенной только для того, чтобы ее осматривать с помощью ПК.

То есть, это более упрощенный подход, который возможен также, например, в дизайне – то есть в ситуациях, когда действия пользователя не нужно угадывать, так как они ограничены и просчитаны заранее (и с учетом этого рендеринг может быть выполнен заранее).

Нагрузка в таком случае при просмотре модели приходится не на движок программы, а на центральный процессор ПК. При этом качество и скорость построения картинки зависят от количества ядер, состояния компьютера, производительности его и ЦП.

Научитесь рендерить быстрей и эффективней с помощью советов от мастеров своего дела!

Кому-то процесс рендеринга может показаться скучным и неинтересным по сравнению с другими этапами работы с 3D, но от этого он не становится менее важным. Сегодня огромное значение имеет скорость и качество работы исполнителя, при этом время не должно тратиться впустую. Отрендеренные кадры или секвенции всегда можно перерендерить на свежую голову, но от этого вы не потратите меньше времени на них. Поэтому необходимо понимать, что вы работаете правильно.

«Normal-пас добавит отрендеренной картинке еще больше света. Каждый канал можно использовать как дополнительный источник света», — Carlos Ortega Elizalde.

Совет №1: Рендерьте все по пасам

«Иногда нужно «подтянуть» уже отрендеренную картинку. Поэтому я рендерю по отдельности все элементы (фон, передний план, персонаж и пр.), и затем свожу все вместе в Photoshop. Далее я тонирую изображение с помощью корректирующих слоев, таких как selective color, hue/saturation и levels. Также при необходимости я использую виньетирование и размытие. И держусь подальше от ползунка chromatic aberration, который в последнее время используется слишком часто и не к месту», — Andrew Hickinbottom .

Работа со слоями помогает взглянуть на работу по-новому

Совет №2: Normal-пасы

«Normal-пас добавит отрендеренной картинке еще больше света. Каждый канал можно использовать как дополнительный источник света. И, хотя, это не физически корректный свет, такой подход помогает подчеркнуть важные детали и вытянуть пересвеченные или засвеченные участки изображения, имитируя rim- или bounce-светильники. Это экономит массу времени и усилий. Такой подход можно также использовать для отрендеренных анимационных секвенций в программах для композитинга», — Carlos Ortega Elizalde .

Советы, помогающие сэкономить время, очень важны

Каждая деталь, добавленная в процессе моделирования, текстурирования или освещения, сыграет на руку рендеру Carlos Ortega Elizalde

Совет №3: Не ленитесь создавать specular-пас…

«Для того, чтобы отрендерить specular-пас в Keyshot, я использую материал wax с translucency 0 и максимально выкрученной specularity, для SColor и Subsurface Color я использую черный цвет. Задний фон я также делаю черным, для освещения сцены использую HDRI Urban», — Luca Nemolato .

Пасы Keyshot используются для еще большего улучшения картинки

Совет №3: … и пас кожи

«Для того чтобы получить хороший пас кожи в Keyshot, я использую метариал Human Skin с translucency 0.7 (значение translucency также зависит от модели), roughness 0.8, затем я загружаю Texture-карту и Normal-карту. Сцену я обычно освещаю с помощью HDRI Factory», — Luca Nemolato.

Кожа стоит потраченного на нее времени, поэтому экспериментируйте, пока не получите удовлетворительный результат

Совет №4: Рендерьте только важные эелементы

«Обычно разрешение у иллюстраций для печати должно быть достаточно высоким, поэтому для финального рендера я использую разрешение в 6-8k. Для такого рендера нужны текстуры с очень высоким разрешением, что значительно замедляет работу Maya и Hypershade. Текстуры с таким разрешением нужны только для финального рендера, поэтому для тестовых рендеров я изменяю размер текстур, поскольку для работы со светом и материалами мне не нужно высокое разрешение», — Alex Alvarez .

Текстуры для этой сцены весят несколько ГБ. После уменьшения размера текстур время тестового рендера во время настройки света сократилось на 75%

Совет №5: Сначала все тестируйте

«Перед тем, как переходить к финальному рендеру, делайте несколько тестовых с низким разрешением, также проверьте, что все настройки корректны, освещение выставлено правильно, на картинке не появляются непонятные пятна или засветы. Например, для начала я рендерю с разрешением 800 х 800, которое затем увеличиваю до 1800 х1800, для финального рендера я использую разрешение 5000 х 5000, также отдельно рендерю пасы, важные на этапе поста. Картинку я сохраняю в формате HDR, поскольку хочу иметь возможность отредактировать и настроить экспозицию», — Sérgio Merêces .

Быстрый тест спасет вас от многих часов ожидания

Совет №6: Цветокоррекция

«Рендеры в формате RAW обычно выглядят не лучшим образом, но все меняется, если у вас есть возможность подредактировать картинку в Photoshop, Fusion или NUKE. При этом для важных элементов изображения можно провести цветокоррекцию, расфокусировать их, добавить шума или, наоборот, фокуса, резкости, наименее важные части изображения можно сделать более темными», — Toni Bratincevic .

Затемнение, осветление или тонирование изображения для получения лучшего результата

Вернитесь назад к концепту, если вы недовольны рендером. Как говорит Toni Bratincevic: «Если референс по факту является хорошо проработанным концептом с корректной композицией, получение качественного рендера превращается в вопрос времени и технических скиллов, с помощью которых вы будете моделировать, текстурировать и освещать сцену».

Совет №7: Используйте пасы

«Используйте рендер-пасы для всего блестящего, светящегося или прозрачного. Отдельно рендерьте задний фон, передний план и пр., что позволит более гибко работать с картинкой на композе. Прячьте все, что хоть как-то не относится к рендеру, т.е. отключайте у таких элементов тени и их участие в GI, не используйте отражения для небольших объектов. Для всего, достаточно далекого от камеры, используйте matte painting», — Francesco Giroldini .

Различные пасы добавляют картинке выразительности

Совет №8: Используйте ID matte

«ID matte — дешевый и сердитый способ изменить картинку после рендера. Назначьте элементам в сцене самый обычный красный или голубой цвета, отрендерьте их с той же камеры как beauty-пас, это поможет более эффективно работать с элементами на композе», — Francesco Giroldini.

Никогда не поздно что-то исправить

Рендерьте только то, что действительно нужноFrancesco Giroldini

Совет №9: Постарайтесь увидеть всю картинку

«Финальный рендер составляет 90% от картинки, остальные 10% приходятся на пост, что решит, будет ли ваша картинка более CGI или фотореалистичной. В свободное время изучите минусы рендерера, которым вы пользуетесь, и возможности получения с помощью него более реалистичной картинки. Такие элементы как блики, световой ореол, свечение, зерно и контраст добавляются уже на посте. Такие инструменты как Magic Bullet Looks легки в использовании и позволяют работать в режиме реального времени, что делает процесс имитации какого-либо эффекта более быстрым по сравнению с рендерером», — Alex Alvarez.

Различные варианты изображения, полученные с помощью Photoshop и Magic Bullet

Так выглядел финальный рендер работы «Meadow» в mental ray, который Alex Alvarez затем обработал Alex Alvarez

Эти текстуры Alex Alvarez исключил из финального рендера Alex Alvarez

Совет №10: Рендеру время, потехе час

При условии корректно выполненной работы вы будете несказанно рады финальному рендеру, а законченному продукту обрадуетесь еще больше. А если нет, то задумайтесь о следующем проекте. В следующий раз вы будете еще более искусно моделить, текстуры будут невесомы, свет ослепительным, а рендер идеальным. В следующий раз у вас получится воссоздать картинку из головы. А если нет? Что ж, попробуйте еще раз, а потом еще раз, и еще раз.

«Используйте рендер-пасы для всего блестящего, светящегося или прозрачного» Francesco Giroldini

.
Интересен тот факт, что организация располагает не только своими дата-серверами. С компанией можно сотрудничать, предложив свои дата-центры (соответствующие определенным требованиям) для хранения информации пользователей в зашифрованном виде.

Но, наряду с хранением информации, будет не менее полезным для нас сервис облачно-распределенных вычислений, и в частности, рендеринга.

В идее нет ничего необычного. Я далеко не первый, кому эта идея пришла в голову.
Но делюсь я своими соображениями, потому что считаю, что подобный сервис будет многим очень полезен.

Итак, что такое «рендеринг»? Рендеринг — это вычислительный процесс, в ходе которого, мы получаем красивую картинку по 3д модели с помощью программы «рендера».
Что такое «распределенный»? Это когда хранение или вычисление данных распределяют между множеством компьютеров или серверов, объединенными одной сетью (см. распределенные вычисления).
Распределенный рендеринг — вычислительный процесс, по созданию изображений, распределенный между компьютерами. Вычисления также могут на себя брать облака .


Какой смысл?

  1. Польза для окружающих. У многих дома лежат достаточно мощные, невостребованные вычислительные ресурсы. У меня, к примеру, стоит GTX580, core i5 2500. Играю я редко, и то, в нетребовательную к ресурсам игру. Я бы смог использовать свою видеокарту с пользой для кого-то, но нет подходящей инфраструктуры.
  2. Денежная выгода для участника. Свои вычислительные ресурсы я могу продавать кому-либо за деньги.
  3. Заказчик может покупать вычислительные ресурсы обладателя мощной видеокарты.
Стороны
  1. Инициатор. Человек, который решил запустить рендеринг на компьютере работника. Инициатор загружает модели, текстуры, шейдеры в облако.
  2. Работник. Обладатель вычислительных ресурсов, который может производить вычисления на своем мощном железе, для того, чтобы показать зрителю.
  3. Зритель. Смотрит отрендеренную картинку, смотрит объекты со всех сторон, присваивает заготовленные материалы, прочее.
В роли инициатора, работника и зрителя может выступать один и тот же человек. Инициатор может быть зрителем, работник зрителем, инициатор работником.

Какова концепция программы?

  1. Конфиденциальность (эту опцию можно отключить при необходимости). Работник не должен знать ничего о том, что именно он рендерит на своем компьютере (если зритель сам этого не пожелает).
  2. Максимальное качество при минимальном объеме настроек, возможность рендеринга в реальном времени. Для этого лучше всего подойдет .
  3. Работоспособность на любой ОС (Linux, Windows, OSX), поддержка большинства распространенного оборудования (AMD, Nvidia, Intel, может и других платформ).
Какую вычислительную платформу использовать?
CPU + GPU. На мой взгляд, GPU рендеры уже достаточно хороши для того, чтобы использовать их, как платформу для рендеринга, наряду с процессорами x86-64. Преимущество — скорость вычисления. Однако, написание программы на GPU имеет ряд недостатков:
  1. Сложность написания кода, для написания программы на GPU требуются фреймворки, такие как OpenCL , CUDA (Nvidia), FireStream (AMD), и шейдерные языки GLSL (OpenGL) и HLSL (DirectX).
  2. Сравнительно небольшой объем памяти, невозможность увеличивать объем памяти без существенной потери производительности.
Для того, чтобы поддерживать большую часть оборудования, я считаю нужным использовать OpenCL или шейдерный язык GLSL. Вычисления на шейдерах выполняются существенно быстрее (видео о вычислении физики мягких тканей), к тому же, на шейдерах уже есть рендер RenderBRO (использует HLSL).

Я считаю, что GLSL версии 4 (и более) является лучшей платформой для создания рендера, потому что:

  1. Имеет высокую производительность в сочетании с мощным железом.
  2. Работает на всех операционных системах и на любом железе, поддерживающем OpenGL версии 4+
Если задача на GLSL не будет выполнимой вообще — можно попытаться сделать рендер на OpenCL 😉

Область применения:
Я считаю, что основной областью применения подобного рендера является ДЕМОНСТРАЦИЯ идеи кому-либо в трехмерном виде. Допустим, человек хочет себе заказать машину, или ремонт в квартире. У него будет возможность «пройтись по квартире», посмотреть свою машину со всех сторон, в любом окружении, в любых цветах, сидя дома, за «бабушкиным компьютером», телефоном или планшетом.
Человек нарисовал дом в SketchUp, к примеру — у него появится возможность отрендерить его с помощью видеокарты соседа-геймера. В этом суть.

В заключении хочу добавить, что существует немало задач, требующих много вычислений. Рендеринг — лишь одна из множества вычислительных задач, которая может быть распределена между компьютерами.

Вот так. Ищу единомышленников.
Спасибо за внимание.

Рендеринг

Вследствие этого, было разработано четыре группы методов, более эффективных, чем моделирование всех лучей света, освещающих сцену:

  • Растеризация (англ. rasterization ) совместно с методом сканирования строк (англ. scanline rendering ). Визуализация производится проецированием объектов сцены на экран без рассмотрения эффекта перспективы относительно наблюдателя.
  • Ray casting (рейкастинг ) (англ. ray casting ). Сцена рассматривается, как наблюдаемая из определённой точки. Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, с помощью которых определяется цвет пиксела на двумерном экране. При этом лучи прекращают своё распространение (в отличие от метода обратного трассирования), когда достигают любого объекта сцены либо её фона. Возможно использование каких-либо очень простых способов добавления оптических эффектов. Эффект перспективы получается естественным образом в случае, когда бросаемые лучи запускаются под углом, зависящим от положения пикселя на экране и максимального угла обзора камеры.
  • Трассировка лучей (англ. ray tracing ) похожа на метод бросания лучей. Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, с помощью которых определяется цвет пиксела на двумерном экране. Но при этом луч не прекращает своё распространение, а разделяется на три компонента, луча, каждый из которых вносит свой вклад в цвет пиксела на двумерном экране: отражённый, теневой и преломленный. Количество таких разделений на компоненты определяет глубину трассирования и влияет на качество и фотореалистичность изображения. Благодаря своим концептуальным особенностям, метод позволяет получить очень фотореалистичные изображения, но при этом он очень ресурсоёмкий, и процесс визуализации занимает значительные периоды времени.
  • Трассировка пути (англ. path tracing ) содержит похожий принцип трассировки распространения лучей, однако этот метод является самым приближенным к физическим законам распространения света. Также является самым ресурсоёмким.

Передовое программное обеспечение обычно совмещает в себе несколько техник, чтобы получить достаточно качественное и фотореалистичное изображение за приемлемые затраты вычислительных ресурсов.

Математическое обоснование

Реализация механизма рендеринга всегда основывается на физической модели. Производимые вычисления относятся к той или иной физической или абстрактной модели. Основные идеи просты для понимания, но сложны для применения. Как правило, конечное элегантное решение или алгоритм более сложны и содержат в себе комбинацию разных техник.

Основное уравнение

Ключом к теоретическому обоснованию моделей рендеринга служит уравнение рендеринга. Оно является наиболее полным формальным описанием части рендеринга, не относящейся к восприятию конечного изображения. Все модели представляют собой какое-то приближённое решение этого уравнения.

Неформальное толкование таково: Количество светового излучения (L o), исходящего из определённой точки в определённом направлении есть собственное излучение и отражённое излучение. Отражённое излучение есть сумма по всем направлениям приходящего излучения (L i), умноженного на коэффициент отражения из данного угла. Объединяя в одном уравнении приходящий свет с исходящим в одной точке, это уравнение составляет описание всего светового потока в заданной системе.

Программное обеспечение для рендеринга — рендеры (визуализаторы)

  • 3Delight
  • AQSIS
  • BMRT (Blue Moon Rendering Tools) (распространение прекращено)
  • BusyRay
  • Entropy (продажи прекращены)
  • Fryrender
  • Gelato (разработка прекращена в связи с покупкой NVIDIA , mental ray)
  • Holomatix Renditio (интерактивный рейтрейсер)
  • Hypershot
  • Keyshot
  • Mantra renderer
  • Meridian
  • Pixie
  • RenderDotC
  • RenderMan (PhotoRealistic RenderMan, Pixar’s RenderMan или PRMan)
  • Octane Render
  • Arion Renderer

Рендереры, работающие в реальном (или почти в реальном) времени.

  • VrayRT
  • Shaderlight
  • Showcase
  • Rendition
  • Brazil IR
  • Artlantis Render
Пакеты трёхмерного моделирования, имеющие собственные рендереры
  • Autodesk 3ds Max (Scanline)
  • e-on Software Vue
  • SideFX Houdini
  • Terragen , Terragen 2

Таблица сравнения свойств рендеров

RenderMan mental ray Gelato (разработка прекращена) V-Ray finalRender Brazil R/S Turtle Maxwell Render Fryrender Indigo Renderer LuxRender Kerkythea YafaRay
совместим с 3ds Max Да, через MaxMan встроен Да Да Да Да Нет Да Да Да Да Да Нет
совместим с Maya Да, через RenderMan Artist Tools встроен Да Да Да Нет Да Да Да Да Да Нет
совместим с Softimage Да, через XSIMan встроен Нет Да Нет Нет Нет Да Да Да Да Нет
совместим с Houdini Да Да Нет Нет Нет Нет Нет Нет Да Да Нет Нет
совместим с LightWave Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Да Да Нет Нет Нет
совместим с Blender Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Да Да Да Да
совместим с SketchUp Нет Нет Нет Да Нет Нет Нет Да Да Да Нет Да Нет
совместим с Cinema 4D Да (начиная с 11-ой версии) Да Нет Да Да Нет Нет Да Да Да Да Нет, заморожен Нет
платформа Microsoft Windows , Linux , Mac OS X Microsoft Windows , Linux , Mac OS X
biased, unbiased (без допущений) biased biased biased biased biased biased biased unbiased unbiased unbiased unbiased
scanline Да Да Да Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет
raytrace очень медленный Да Да Да Да Да Да Нет Нет Нет Нет Да
алгоритмы Global Illumination или свои алгоритмы Photon, Final Gather (Quasi-Montecarlo) Light Cash, Photon Map, Irradiance Map, Brute Force (Quasi-Montecarlo) Hyper Global Illumination, Adaptive Quasi-Montecarlo, Image, Quasi Monte-Carlo Quasi-Montecarlo, PhotonMapping Photon Map, Final Gather Metropolis Light Transport Metropolis Light Transport Metropolis Light Transport Metropolis Light Transport, Bidirectional Path Tracing
Camera — Depth of Field (DOF) Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да
Camera — Motion Blur (vector pass) очень быстрый Да быстрый Да Да Да Да Да Да Да Да Да
Displacement быстрый Да быстрый медленный, 2d и 3d медлленный Нет быстрый Да Да Да Да
Area Light Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да
Glossy Reflect/Refract Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да
SubSurface Scattering (SSS) Да Да Да Да Да Да Да Да Да Да Нет Да
Standalone Да Да Да 2005 года (сырая) Нет Нет Нет Да Да Да
текущая версия 13.5,2,2 3.7 2.2 2.02a Stage-2 2 4.01 1.61 1.91 1.0.9 v1.0-RC4 Kerkythea 2008 Echo 0.1.1 (0.1.2 Beta 5a)
год выпуска 2000 (?) (?) 2006 2011 2008
библиотека материалов Нет 33 My mentalRay Нет 2300+ vray-materials 30 оф. сайт 113 оф. сайт Нет 3200+ оф. сайт 110 оф. сайт 80 оф. сайт 61 оф. сайт
основан на технологии liquidlight Metropolis Light Transport
normal mapping
IBL/HDRI Lighting Да
Physical sky/sun Да Да
официальный сайт MaxwellRender.com Fryrender.com IndigoRenderer.com LuxRender.net kerkythea.net YafaRay.org
страна производитель США Германия США Болгария Германия США Швеция Испания Испания
стоимость $ 3500 195 бесплатное 1135 (Super Bundle) 999 (Bundle) 899 (Standart) 240 (Educational) 1000 735 1500 995 1200 295€ бесплатное, GNU бесплатное бесплатное, LGPL 2.1
основное преимущество Baking высокая скорость (не очень высокое качество) бесплатное бесплатное бесплатное
компания производитель Pixar mental images (c 2008 NVIDIA) NVIDIA Chaos Group Cebas SplutterFish Illuminate Labs Next Limit Feversoft

См. также

  • Алгоритмы использующие z-буфер и Z-буферизация
  • Алгоритм художника
  • Алгоритмы построчного сканирования like Reyes
  • Алгоритмы глобального освещения
  • Излучательность
  • Текст как изображение

Хронология важнейших публикаций

  • 1968 Ray casting (Appel, A. (1968). Some techniques for shading machine renderings of solids. Proceedings of the Spring Joint Computer Conference 32 , 37-49.)
  • 1970 Scan-line algorithm (Bouknight, W. J. (1970). A procedure for generation of three-dimensional half-tone computer graphics presentations. Communications of the ACM )
  • 1971 Gouraud shading (Gouraud, H. (1971). Computer display of curved surfaces. IEEE Transactions on Computers 20 (6), 623-629.)
  • 1974 Texture mapping PhD thesis , University of Utah.)
  • 1974 Z-buffer (Catmull, E. (1974). A subdivision algorithm for computer display of curved surfaces. PhD thesis )
  • 1975 Phong shading (Phong, B-T. (1975). Illumination for computer generated pictures. Communications of the ACM 18 (6), 311-316.)
  • 1976 Environment mapping (Blinn, J.F., Newell, M.E. (1976). Texture and reflection in computer generated images. Communications of the ACM 19 , 542-546.)
  • 1977 Shadow volumes (Crow, F.C. (1977). Shadow algorithms for computer graphics. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1977) 11 (2), 242-248.)
  • 1978 Shadow buffer (Williams, L. (1978). Casting curved shadows on curved surfaces. 12 (3), 270-274.)
  • 1978 Bump mapping (Blinn, J.F. (1978). Simulation of wrinkled surfaces. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1978) 12 (3), 286-292.)
  • 1980 BSP trees (Fuchs, H. Kedem, Z.M. Naylor, B.F. (1980). On visible surface generation by a priori tree structures. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1980) 14 (3), 124-133.)
  • 1980 Ray tracing (Whitted, T. (1980). An improved illumination model for shaded display. Communications of the ACM 23 (6), 343-349.)
  • 1981 Cook shader (Cook, R.L. Torrance, K.E. (1981). A reflectance model for computer graphics. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1981) 15 (3), 307-316.)
  • 1983 Mipmaps (Williams, L. (1983). Pyramidal parametrics. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1983) 17 (3), 1-11.)
  • 1984 Octree ray tracing (Glassner, A.S. (1984). Space subdivision for fast ray tracing. 4 (10), 15-22.)
  • 1984 Alpha compositing (Porter, T. Duff, T. (1984). Compositing digital images. 18 (3), 253-259.)
  • 1984 Distributed ray tracing (Cook, R.L. Porter, T. Carpenter, L. (1984). Distributed ray tracing. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1984) 18 (3), 137-145.)
  • 1984 Radiosity (Goral, C. Torrance, K.E. Greenberg, D.P. Battaile, B. (1984). Modelling the interaction of light between diffuse surfaces. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1984) 18 (3), 213-222.)
  • 1985 Hemi-cube radiosity (Cohen, M.F. Greenberg, D.P. (1985). The hemi-cube: a radiosity solution for complex environments. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1985) 19 (3), 31-40.)
  • 1986 Light source tracing (Arvo, J. (1986). Backward ray tracing. SIGGRAPH 1986 Developments in Ray Tracing course notes )
  • 1986 Rendering equation (Kajiya, J.T. (1986). The rendering equation. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1986) 20 (4), 143-150.)
  • 1987 Reyes algorithm (Cook, R.L. Carpenter, L. Catmull, E. (1987). The reyes image rendering architecture. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1987) 21 (4), 95-102.)
  • 1991 Hierarchical radiosity (Hanrahan, P. Salzman, D. Aupperle, L. (1991). A rapid hierarchical radiosity algorithm. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1991) 25 (4), 197-206.)
  • 1993 Tone mapping (Tumblin, J. Rushmeier, H.E. (1993). Tone reproduction for realistic computer generated images. IEEE Computer Graphics & Applications 13 (6), 42-48.)
  • 1993 Subsurface scattering (Hanrahan, P. Krueger, W. (1993). Reflection from layered surfaces due to subsurface scattering. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1993) 27 (), 165-174.)
  • 1995 Photon mapping (Jensen, H.J. Christensen, N.J. (1995). Photon maps in bidirectional monte carlo ray tracing of complex objects. Computers & Graphics 19 (2), 215-224.)
  • 1997 Metropolis light transport (Veach, E. Guibas, L. (1997). Metropolis light transport. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1997) 16 65-76.)

Что такое 3D визуализация (рендер)?

Современная 3D визуализация, она же 3D рендер, представляет собой настоящее искусство создания уникальных графических элементов в области архитектуры, дизайна, интерьера и строительства с максимальным уровнем реалистичности. Объёмные модели различных объектов отличаются детальной и точной проработанностью. Работа выполняется с использованием профессионального и специального программного обеспечения.

Создание графических объектов с помощь визуализации (рендера) в формате 3D даёт возможность дизайнеру, архитектору, строителю продемонстрировать на стадии идеи, как будет выглядеть законченный проект. Очень удобно и эффективно. Можно ещё на подготовительной стадии вносить изменения. Визуализация (рендер) реально экономит время и нервы заказчиков. Позволяет увидеть целостную картину.

При использовании визуализации (рендера) можно продемонстрировать в трёхмерном измерении любой объект. Наиболее часто приходиться создавать:

1.Сооружения жилой и промышленной застройки.

2.Ландшафтный дизайн и благоустройство территории.

3.Интерьер помещений.

4.Декоративные предметы интерьера.

5.Мебель.

6.Предметы роскоши.

7.Механизмы.

8.Транспортные средства.

В принципе можно создавать любые предметы, сооружения и объекты по желанию заказчика. Всё зависит от конкретных поставленных задач перед исполнителем. Важно продумать любые мелочи и максимально реалистично создать модель.

Пример 3D визуализации (рендера)

Почему популярна 3D визуализация (рендер) среди профессиональных дизайнеров?

Профессиональные дизайнеры, архитекторы и строители по достоинству оценили все преимущества и доступность визуализации (рендера). В сторону чертежи и макеты, ведь использование трёхмерного графического редактора позволяет создать реалистичную модель.

Уровень сложности визуализации (рендера) различается в зависимости от параметров, заданных заказчиком. В любом случае создание графической модели займёт меньше времени, чем ручная работа. Это реальная экономия времени и возможность получить объект в трёхмерном измерении. Его можно осмотреть с любой стороны, и в случае необходимости, выполнить корректировку на стадии проектирования.

Главные преимущества визуализации (рендера) 3D:

1.Трёхмерный объём модели.

2.Высокое разрешение и качество работы.

3.Уникальный эффект «присутствия» рядом с объектом.

4.Возможность создания объектов любого уровня сложности.

5.Оперативное выполнение работы.

6.Фотореалистичная модель.

7.Доступная стоимость услуги.

8.Возможность редактирования на любой стадии создания модели.

9.Экономия денег для заказчика.

10.Эффективное использование рабочего времени.

Технологии визуализации (рендера) за последние годы сделала значительный шаг вперёд и позволяет создавать модели любого уровня сложности. Нужно только лишь сформулировать техническое задание.

При создании визуальных моделей объектов архитектуры и строительства существует возможность создать любые погодные условия. Правильно выполненная визуализация (рендер) позволяет продемонстрировать все преимущества будущего здания и повысить его коммерческую привлекательность.

Как заказать качественную 3D визуализацию (рендер)?

Создание реалистичных моделей различных объектов требует наличия специальных навыков и программного обеспечения. Моделирование выполняется согласно подготовленному и утвержденному техническому заданию.

Порядок правильного заказа 3D визуализации (рендера):

1.Определить объём работы.

2.Решить вопрос стоимости.

3.Указать сроки выполнения задания.

4.Поддерживать связь с исполнителем.

Стоимость визуализации (рендера) рассчитывается в первую очередь исходя из сложности объекта и наличия большого количества элементов отделки или дизайна. Современные дизайнеры, архитекторы и строители стараются максимально использовать возможности технологии. Им намного проще и удобнее работать с заказчиками и демонстрировать в трёхмерном измерении будущие объекты.

Создание фотореалистичных моделей можно поручить только настоящему профессионалу, который знает точно, что хочет клиент. Вы можете мне доверить мне создание объектов любого уровня сложности. Всегда на связи, оперативен и мобилен. Знаю, что точно хочет получить клиент. Я экономлю ваше время и нацелен на максимальный результат. Заказывая 3D визуализацию (рендер) у меня, вы получаете высокое качество по приемлемой стоимости.

Рендеринг элементов – React

Элементы — мельчайшие кирпичики React-приложений.

Элемент описывает то, что вы хотите увидеть на экране:

const element = <h2>Hello, world</h2>;

В отличие от DOM-элементов, элементы React — это простые объекты, не отнимающие много ресурсов. React DOM обновляет DOM, чтобы он соответствовал переданным React-элементам.

Примечание:

Элементы можно перепутать с более известной концепцией «компонентов». С компонентами мы ознакомимся в следующей главе. Элементы — это то, «из чего сделаны» компоненты, и мы рекомендуем вам дочитать эту главу, прежде чем двигаться дальше.

Рендеринг элемента в DOM

Допустим, в вашем HTML-файле есть <div>:

Мы назовём его «корневым» узлом DOM, так как React DOM будет управлять его содержимым.

Обычно в приложениях, написанных полностью на React, есть только один корневой элемент. При встраивании React в существующее приложение вы можете рендерить во столько независимых корневых элементов, во сколько посчитаете нужным.

Для рендеринга React-элемента в корневой узел DOM вызовите ReactDOM.render() с React-элементом и корневым DOM узлом в качестве аргументов:

const element = <h2>Hello, world</h2>;
ReactDOM.render(element, document.getElementById('root'));

Посмотреть на CodePen

На странице будет написано «Hello, world».

Обновление элементов на странице

Элементы React иммутабельны. После создания элемента нельзя изменить его потомков или атрибуты. Элемент похож на кадр в фильме: он отражает состояние интерфейса в конкретный момент времени.

Пока что, мы знаем только один способ обновить интерфейс — это создать новый элемент и передать его в ReactDOM.render().

Рассмотрим пример с часами:

function tick() {
  const element = (
    <div>
      <h2>Hello, world!</h2>
      <h3>It is {new Date().toLocaleTimeString()}.</h3>
    </div>
  );
  ReactDOM.render(element, document.getElementById('root'));}

setInterval(tick, 1000);

Посмотреть на CodePen

В этом примере ReactDOM.render() вызывается каждую секунду с помощью колбэка setInterval().

Примечание:

На практике большинство React-приложений вызывают ReactDOM.render() только один раз. В следующем разделе вы узнаете, как можно обновлять интерфейс при помощи компонента с состоянием.

Мы рекомендуем не пропускать главы, поскольку каждая следующая глава опирается на знания из предыдущей.

React обновляет только то, что необходимо

React DOM сравнивает элемент и его дочернее дерево с предыдущей версией и вносит в DOM только минимально необходимые изменения.

Вы можете убедиться в этом на последнем примере с помощью инструментов разработки в браузере:

Несмотря на то, что мы создаём элемент, описывающий всё UI-дерево, каждую секунду React DOM изменяет только текстовый узел, содержимое которого изменилось.

Проще описать, как интерфейс выглядит в конкретный момент, чем как он изменяется с течением времени. По нашему опыту, такой подход позволяет избавиться от целого класса ошибок.

Что такое рендер-ферма? Всё, что вам нужно знать о рендер-фермах.

Дата: Понедельник, 7 сентября 2020 г.

Вы когда-то слышали о рендер-фермах, но точно не знаете, что это такое? В этой статье мы подробно объясним, что такое рендер-ферма и как она работает.

Вкратце, рендер-ферма – это высокопроизводительная вычислительная система/датацентр для расчетов компьютерной графики (CGI). Главным образом она используется для создания фильмов, визуальных эффектов, а также для визуализации архитектурных проектов. Более подробно мы расскажем ниже.

Как работает рендеринг?

Анимацию и 3D-визуализацию необходимо просчитать, чтобы определить освещение, тени, отражения и многое другое – это называется рендерингом.

Однако для этого процесса 3D-приложениям и модулю рендеринга требуется не только большая вычислительная мощь, но и много времени.

Давайте для примера обратимся к цифрам:

Для последовательности длиной в одну секунду необходимо просчитать как минимум 25 отдельных кадров, чтобы изображение было плавным. Это значит, что анимация длиной в одну минуту содержит 1500 отдельных кадров.

Процесс рендеринга

Время просчета отдельного кадра сильно зависит от:

  • сложности сцены
  • настроек рендеринга
  • доступной вычислительной мощи

Это значит, что на расчет одной сцены может уйти как несколько секунд, так и несколько часов.

Для примера возьмем простую сцену. Компьютерной системе, которая может рассчитать простую сцену за 10 секунд, всё же требуется около 4 часов для расчета последовательности в 1 минуту. Система будет работать по полной в течение 4 часов и не сможет выполнять другие задачи.

Не так и редко бывают ситуации, когда расчет качественной анимации со сложными 3D сценами с комбинированным освещением занимает до 30 минут на кадр.

Нью-Йорк Эндера Эленкара (Ander Alencar) – GrayRender / Beauty

При среднем времени рендеринга, скажем, в 10 минут локальной системе, работающей на полной мощности, потребуется полных 10 дней для расчета кадров.

Очень долго, правда? Тут и приходит на помощь рендер-ферма.

Что такое рендер-ферма?

Рендер-ферма состоит из множества вычислительных систем, специализирующихся на расчетах 3D-изображений. Они называются рендер-узлами.

На каждом таком рендер-узле установлено необходимое 3D программное обеспечение, модуль рендеринга и плагины. Аппаратное обеспечение также оптимизировано под рендеринг на CPU и GPU.

В крупных рендер-фермах установлены тысячи рендер-узлов.

Как работает рендер-ферма?

Так как рендер-ферма состоит из множества рендер-узлов, кадры 3D-последовательности могут рассчитываться параллельно на этих узлах.

Возьмём всё тот же пример – если последовательность будет рассчитываться на сотне рендер-узлах вместо одной локальной системы, то 10 дней рендеринга сократится до 2,5 часов.

Так становится возможно значительно сократить время рендеринга.

Изображение CPU

Сколько стоит рендер-ферма?

Затраты на работу рендер-фермы очень высоки. Аппаратное обеспечение рендер-узлов всегда должно быть современным. Программное обеспечение должно быть лицензировано, и при этом рендер-ферме требуется сложная инфраструктура, обслуживание и большие мощности.

Дополнительно нужно оплачивать расходы на кадр для различных 3D программ и модуля рендеринга.

Именно поэтому и существуют коммерческие рендер-фермы, которые пользователи могут брать в аренду и нести только малую часть расходов, получая при этом быстрые результаты рендеринга.

Изображение коммерческой рендер-фермы

Какие бывают виды рендер-ферм?

Есть два вида рендер-ферм: собственные и облачные (коммерческие).

Если у художника в студии несколько компьютеров, он может их использовать для выполнения рендеринга. В этом случае речь идет о собственной рендер-ферме. В крупных студиях могут применяться сотни собственных серверов для рендеринга проекта. Однако установкой и обслуживанием должны заниматься технические специалисты. Плюс добавляются расходы на программно-аппаратное обеспечение, персонал и электроэнергию.

В случае облачной коммерческой рендер-фермы от провайдера пользователь получает все преимущества рендер-фермы без расходов на обслуживание, аппаратное и программное обеспечение и электроэнергию. Пользователь может запустить рендеринг сразу же и ему не нужны технические навыки, что экономит деньги. И наконец, самым большим преимуществом является скорость рендеринга, а также свободные ресурсы своего личного компьютера, пока рендеринг выполняется онлайн.

Как работают коммерческие рендер-фермы?

Коммерческие рендер-фермы очень удобны и просты в использовании.

После регистрации у провайдера обычно необходимо загрузить программу. Эта программа интегрируется в ваше 3D-приложение, чтобы упростить вашу работу.

После проверки сцены загружаются в рендер-ферму. Там сцены для расчета распределяются по рендер-узлам. И после расчета кадр автоматически загружается в систему пользователя.

В некоторых рендер-фермах, например, RebusFarm, есть ControlCenter, где можно проверить прогресс — онлайн или в приложении рендер-фермы.

Используемая в RebusFarm валюта называется RenderPoints. Как и во многих других фермах, в RebusFarm есть калькулятор для оценки ожидаемых расходов (или сколько вам понадобится RenderPoints).

Каковы преимущества коммерческой рендер-фермы?

В использовании коммерческой рендер-фермы много преимуществ:

  • Экономия времени – особенно, если у вас задан срок сдачи, и ваша вычислительная система не сможет закончить рендеринг вовремя. Кроме того, вы можете работать на своем компьютере, пока проект отрисовывается на рендер-ферме.
  • Экономия средств – как было сказано выше, собственная рендер-ферма обходится очень дорого. Коммерческая рендер-ферма позволяет сэкономить расходы.
  • Поддержка – у большинства рендер-ферм есть техническая поддержка, которая помогает решать технические проблемы, которые могут возникнуть при расчете последовательности.
  • Простота использования – у провайдеров облачных рендер-ферм обычно есть собственное программное обеспечение, которое встраивается в используемое 3D приложение, что значительно упрощает пользование рендер-фермой.
  • Минимальные риски – компьютеры могут перегреться или отключиться во время рендеринга. Возникновение таких проблем посреди ночи и при наличии дедлайна может оказаться очень неприятным. Отправляя проект в рендер-ферму, вы исключаете возникновение таких ситуаций, так как там работают опытные специалисты, которые гарантируют выполнение рендеринга без каких-либо проблем.

При выборе рендер-фермы вам необходимо принимать во внимание не только расходы, но и простоту использования, услуги и репутацию провайдера.

Видео по рендер-ферме

Полезные ссылки:

 

Начните рендеринг прямо сейчас

Что такое рендеринг? (Для 3D и компьютерной графики)

Источник изображения Нитеш Нагда Советы3D По сценарию Томаса Денхэма Раскрытие информации: этот пост может содержать партнерские ссылки. Это означает, что если вы что-то покупаете, мы получаем небольшую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас (подробнее)

3D-рендеринг — это процесс получения компьютером необработанной информации из 3D-сцены (полигоны, материалы и освещение) и вычисления окончательного результата.Результатом обычно является одно изображение или серия изображений, отрендеренных и скомпилированных вместе.

Рендеринг — это обычно заключительный этап процесса создания 3D, за исключением случаев, когда вы переносите свой рендер в Photoshop для постобработки.

Если вы визуализируете анимацию, она будет экспортирована как видеофайл или последовательность изображений, которые впоследствии можно будет объединить. Одна секунда анимации обычно состоит из не менее 24 кадров, поэтому в минуту анимации требуется отрендерить 1440 кадров.Это может занять некоторое время.

Обычно рассматриваются два типа рендеринга: CPU рендеринг и GPU (в реальном времени) рендеринг .

Разница между ними заключается в различии самих компонентов компьютера.

Процессоры

часто оптимизированы для одновременного выполнения нескольких небольших задач, тогда как графические процессоры обычно лучше выполняют более сложные вычисления.

Они оба очень важны для работы компьютера, но в этой статье мы обсудим их только с точки зрения 3D-рендеринга.

Обычно рендеринг GPU намного быстрее , чем рендеринг CPU. Это то, что позволяет современным играм работать со скоростью около 60 кадров в секунду. Процессор-рендеринг лучше позволяет получать более точные результаты от освещения и более сложных алгоритмов текстур.

Однако в современных движках визуализации визуальные различия между этими двумя методами почти незаметны, за исключением самых сложных сцен.

Источник изображения

Процессор Рендеринг

Рендеринг

CPU (иногда называемый «предварительным рендерингом») — это когда компьютер использует CPU в качестве основного компонента для вычислений.

Это техника, которую обычно предпочитают киностудии и художники по архитектурной визуализации.

Это связано с точностью при создании фотореалистичных изображений, и время визуализации не является существенной проблемой для этих отраслей.

Хотя время рендеринга может сильно различаться и может стать очень большим.

Сцена с плоским освещением и материалами простых форм может отображаться за считанные секунды. Но рендеринг сцены со сложным HDRI-освещением и моделями может занять несколько часов.

Ярким примером этого является фильм Pixar 2001 года « Monsters Inc ».

У главного героя Салли было около 5,4 миллиона волос, а это значит, что рендеринг сцены с ним на экране занимал до 13 часов на кадр!

Чтобы справиться с этим долгим временем рендеринга, многие крупные студии используют рендер-ферму .

Ферма рендеринга — это большой банк мощных компьютеров или серверов, которые позволяют рендерить несколько кадров одновременно, или иногда изображение разбивается на секции, которые рендерируются каждой частью фермы.Это помогает сократить общее время рендеринга.

Источник изображения

С помощью ЦП также можно рендерить более сложные эффекты.

Сюда входят такие методы, как:

Трассировка лучей

Здесь каждый пиксель окончательного изображения рассчитывается как частица света, которая моделируется как взаимодействующая с объектами в вашей сцене.

Он отлично подходит для создания реалистичных сцен с улучшенными отражениями и тенями, но требует лота вычислительной мощности.

Однако, благодаря недавним достижениям в технологии GPU в картах NVIDIA серии 2000, трассировка лучей как метод рендеринга может в ближайшие годы проникнуть в массовые игры с помощью рендеринга GPU.

Трассировка пути

Path tracing вычисляет окончательное изображение, определяя, как свет будет попадать в определенную точку поверхности в вашей сцене, а затем, какая его часть будет отражаться обратно в камеру просмотра.

Это повторяется для каждого пикселя финального рендера.

Считается лучшим способом добиться фотореализма в финальном изображении.

Картирование фотонов

Компьютер испускает «фотоны» (в данном случае лучи света) как от камеры, так и от любых источников света, которые используются для расчета финальной сцены.

При этом используются значения приближения для экономии вычислительной мощности, но вы можете настроить количество фотонов, чтобы получить более точные результаты.

Использование этого метода удобно для моделирования каустики, когда свет преломляется через прозрачные поверхности.

Радиосити

Radiosity похож на трассировку пути, за исключением того, что он имитирует только световые пути, которые отражаются от рассеянной поверхности в камеру.

Он также учитывает источники света, которые уже отражаются от других поверхностей в сцене. Это позволяет освещению легче заполнять всю сцену и имитирует реалистичные мягкие тени.

GPU-рендеринг

GPU-рендеринг (используется для рендеринга в реальном времени) — это когда компьютер использует GPU в качестве основного ресурса для вычислений.

Этот тип рендеринга обычно используется в видеоиграх и других интерактивных приложениях, где вам нужно рендерить от 30 до 120 кадров в секунду, чтобы добиться плавного воспроизведения.

Для достижения этого результата при рендеринге в реальном времени нельзя использовать некоторые из упомянутых выше расширенных вычислительных параметров. Таким образом, многие из них добавляются при постобработке с использованием приближений.

Другие эффекты используются, чтобы заставить глаз выглядеть более плавно, например, размытие при движении.

Из-за быстрого развития технологий и создания разработчиками более дешевых в вычислительном отношении методов для получения отличных результатов рендеринга ограничения рендеринга с помощью графического процессора быстро ушли в прошлое.

Вот почему игры и подобные медиа становятся лучше с каждым новым поколением консолей. По мере совершенствования наборов микросхем и знаний разработчиков улучшаются и графические результаты.

GPU-рендеринг не всегда нужно использовать для реального времени, так как он подходит и для более длинных рендеров.

Это хорошо для относительно быстрого отбрасывания приближений окончательного рендеринга, чтобы вы могли видеть, как выглядит финальная сцена, не дожидаясь нескольких часов для окончательного рендеринга. Это делает его очень полезным инструментом в рабочем процессе 3D при настройке освещения и текстур.

Источник изображения

Механизмы рендеринга

На рынке представлены десятки движков рендеринга, и бывает сложно решить, какой из них использовать.

Какое бы программное обеспечение для работы с 3D вы ни использовали в своем рабочем процессе, оно будет иметь собственный встроенный механизм рендеринга.

Обычно они подходят для изучения основ рендеринга и могут использоваться для получения хороших конечных результатов. Но они могут быть ограничивающими по сравнению со многими невероятными сторонними движками рендеринга.

Вот несколько примеров, на которые стоит обратить внимание:

V-Ray — очень распространенный движок.Он может использовать как CPU, так и GPU рендеринг, поэтому он очень гибкий и доступен для Maya, Blender и почти любого другого 3D-пакета.

Corona — еще один движок, активно используемый архитектурными визуализаторами. Он очень мощный, но доступен только для 3DS Max и Cinema 4D.

RenderMan разработан и используется студиями Pixar для всех своих фильмов. Его также используют многие другие крупные киностудии. Его можно использовать как плагин непосредственно с Maya или как отдельный продукт на компьютерах Windows, Mac и Linux.

Обычно вам нужно изучить только один движок рендеринга, и как только вы поймете его рабочий процесс, его можно будет использовать для достижения любого желаемого эффекта.


Автор: Томас Денхэм

Томас — 3D-креативщик, работающий как с высокополигональным, так и с низкополигональным моделированием для статических рендеров или движков реального времени. В настоящее время он работает фрилансером, проработав 4 года в многонациональной VR-компании. Чтобы увидеть работы Томаса и узнать больше, загляните на его личный сайт.


Определение визуализации Merriam-Webster

Ren · der | \ ˈRen-dər \ оказано; рендеринг \ ˈRen- d (ə-) riŋ \

переходный глагол

: расплавить нанести сало также : для экстракции плавлением возделывать сало

б : для обработки с целью превращения в промышленные жиры и масла или удобрения.

: передать другому : доставить

c : для предоставления для рассмотрения, утверждения или информации: например,

(1) : передать (судебное решение)

(2) : согласовать и доложить (приговор)

: отдать взамен или возмездие

c : для подтверждения зависимости или обязательства : платить

d : сделать (услугу) другому

4а (1) : сделать или стать : сделать достаточное количество осадков … чтобы сделать орошение ненужным — П.Э. Джеймс сделал его беспомощным б (1) : для воспроизведения или представления художественными или словесными средствами : изображать

(2) : для обеспечения производительности

(3) : для создания копии или версии документы представлены на французском языке

(4) : для выполнения движений отдать честь

5 : для управления исполнением : администрировать вершить правосудие

6 : для нанесения слоя штукатурки или цемента непосредственно на

: возврат, особенно товаров или услуг, причитающийся феодальным арендатором своему господину.

Определение рендеринга

Рендеринг — это процесс создания конечного цифрового продукта на основе входных данных определенного типа.Этот термин обычно применяется к графике и видео, но может относиться и к аудио.

1. Графика

3D-графика визуализируется из базовых трехмерных моделей, называемых каркасами. Каркас определяет форму модели, но ничего больше. В процессе рендеринга к модели добавляются поверхности, текстуры и освещение, что придает ей реалистичный вид. Например, приложение для трехмерного рисования или программа САПР могут позволить вам добавлять в трехмерную модель различные цвета, текстуры и источники освещения.В процессе рендеринга эти настройки применяются к объекту.

Благодаря мощности современных графических процессоров рендеринг трехмерных изображений часто выполняется в режиме реального времени. Однако для моделей с высоким разрешением может потребоваться визуализация поверхностей и световых эффектов с помощью специальной команды «Визуализация». Например, программа САПР может отображать модели с низким разрешением, пока вы редактируете сцену, но предоставлять возможность визуализировать подробную модель, которую вы можете экспортировать.

2. Видео

3D-анимации и другие типы видео, содержащие CGI, часто необходимо визуализировать перед просмотром конечного продукта.Это включает рендеринг как 3D-моделей, так и видеоэффектов, таких как фильтры и переходы. Видеоклипы обычно содержат от 24 до 60 кадров в секунду (fps), и каждый кадр должен быть визуализирован до или во время процесса экспорта. Рендеринг видео или фильмов с высоким разрешением может занять несколько минут или даже несколько часов. Время рендеринга зависит от нескольких факторов, включая разрешение, частоту кадров, длину видео и мощность обработки.

Хотя видеоклипы часто необходимо предварительно визуализировать, современные графические процессоры способны отображать многие типы трехмерной графики в реальном времени.Например, компьютеры обычно визуализируют графику видеоигр высокой четкости со скоростью более 60 кадров в секунду. В зависимости от мощности графики частота кадров в игре может быть выше или ниже. Если графический процессор не может отображать по крайней мере 30 кадров в секунду, видеоигра может казаться прерывистой.

3. Аудио

Подобно видеоэффектам, можно обрабатывать звуковые эффекты. Например, приложение DAW может включать такие эффекты, как реверберация, хорус и автонастройка. ЦП может иметь возможность визуализировать эти эффекты в реальном времени, но если одновременно воспроизводится слишком много дорожек с несколькими эффектами, компьютер может не иметь возможности визуализировать эффекты в реальном времени.В этом случае эффекты можно предварительно обработать или применить к исходной звуковой дорожке. Все эффекты визуализируются, когда окончательный микс экспортируется или «отражается» в виде аудиофайла.

Обновлено: 3 июня 2016 г.

TechTerms — Компьютерный словарь технических терминов

Эта страница содержит техническое определение рендеринга. Он объясняет в компьютерной терминологии, что означает «рендеринг», и является одним из многих технических терминов в словаре TechTerms.

Все определения на веб-сайте TechTerms составлены так, чтобы быть технически точными, но также простыми для понимания.Если вы сочтете это определение рендеринга полезным, вы можете сослаться на него, используя приведенные выше ссылки для цитирования. Если вы считаете, что термин следует обновить или добавить в словарь TechTerms, отправьте электронное письмо в TechTerms!

Подпишитесь на информационный бюллетень TechTerms, чтобы получать избранные термины и тесты прямо в свой почтовый ящик. Вы можете получать электронную почту ежедневно или еженедельно.

Подписаться

Рендеринг | Компьютерная графика | Fandom

Рендеринг — это процесс создания изображения из модели с помощью программного обеспечения.Модель — это описание трехмерных объектов на строго определенном языке или в структуре данных. Он будет содержать информацию о геометрии, точке обзора и текстурном освещении. Изображение представляет собой цифровое изображение или изображение растровой графики. Этот термин может быть аналогичен «художественному воспроизведению» сцены. «Рендеринг» также используется для описания процесса расчета эффектов в файле редактирования видео для получения окончательного видеовыхода.

Это одна из основных подтем компьютерной 3D-графики, которая на практике всегда связана с другими.В «графическом конвейере» это последний важный шаг, придающий окончательный вид моделям и анимации. С ростом сложности компьютерной графики с 1970-х годов она стала более самостоятельной темой.

Он используется в: компьютерных и видеоиграх, симуляторах, фильмах или телевизионных спецэффектах, а также в визуализации дизайна, каждый из которых использует различный баланс функций и методов. В качестве продукта доступны самые разные средства рендеринга. некоторые интегрированы в более крупные пакеты моделирования и анимации, некоторые являются автономными, некоторые — бесплатными проектами с открытым исходным кодом.Внутри рендерер представляет собой тщательно спроектированную программу, основанную на выборочном сочетании дисциплин, связанных с физикой света, визуальным восприятием, математикой и разработкой программного обеспечения.

В случае 3D-графики рендеринг может выполняться медленно, как при предварительном рендеринге, или в реальном времени. Предварительный рендеринг — это вычислительно-интенсивный процесс, который обычно используется для создания фильмов, в то время как рендеринг в реальном времени часто выполняется для 3D-видеоигр, которые полагаются на использование видеокарт с аппаратными 3D-ускорителями.

Когда предварительное изображение (обычно каркасный эскиз) завершено, используется рендеринг, который добавляет растровые текстуры или процедурные текстуры, источники света, рельефное отображение и относительное положение по отношению к другим объектам. Результатом является законченное изображение, которое видит потребитель или предполагаемый зритель.

Для анимации фильмов необходимо визуализировать несколько изображений (кадров) и сшить их вместе в программе, способной создавать анимацию такого рода. Большинство программ для редактирования 3D-изображений могут это сделать.

Отрендеренное изображение можно понять с точки зрения ряда видимых особенностей.Исследования и разработки в области визуализации были в значительной степени мотивированы поиском способов их эффективного моделирования. Некоторые относятся непосредственно к конкретным алгоритмам и методам, а другие создаются вместе.

  • затенение — как цвет и яркость поверхности меняются в зависимости от освещения
  • texture-mapping — метод наложения деталей на поверхности
  • bump-mapping — метод имитации мелкомасштабной неровности на поверхностях
  • затуманивающая / участвующая среда — как тускнеет свет при прохождении через непрозрачную атмосферу или воздух
  • тени — эффект загораживающего света
  • мягкие тени — переменная темнота, вызванная частично затемненными источниками света
  • Reflection — зеркальное или глянцевое отражение
  • прозрачность — резкое пропускание света через твердые предметы
  • translucency — сильно рассеянное пропускание света через твердые объекты
  • refraction — отклонение света, связанное с прозрачностью
  • непрямое освещение — поверхности, освещаемые светом, отраженным от других поверхностей, а не непосредственно от источника света
  • каустика (форма непрямого освещения) — отражение света от блестящего объекта или фокусировка света через прозрачный объект для создания ярких бликов на другом объекте
  • глубина резкости — объекты выглядят размытыми или не в фокусе, когда они находятся слишком далеко впереди или позади объекта в фокусе
  • размытие в движении — объекты кажутся размытыми из-за высокоскоростного движения или движения камеры
  • фотореалистичный морфинг — 3D-рендеринг в фотошопе, чтобы выглядеть более реалистично
  • нефотореалистичный рендеринг — рендеринг сцен в художественном стиле, который должен выглядеть как картина или рисунок

Было исследовано множество алгоритмов рендеринга, и программное обеспечение, используемое для рендеринга, может использовать ряд различных методов для получения окончательного изображения.

Отслеживание каждого луча света в сцене было бы непрактичным и заняло бы гигантское количество времени. Даже отслеживание участка, достаточно большого для создания изображения, занимает непомерно много времени, если выборка не ограничена разумно.

Таким образом, появилось четыре отдельных семейства более эффективных методов моделирования переноса света: растеризация , включая рендеринг строк развертки , рассматривает объекты в сцене и проецирует их для формирования изображения без возможности создания точечной эффект перспективы обзора; ray casting рассматривает сцену как наблюдаемую с определенной точки зрения, вычисляя наблюдаемое изображение, основываясь только на геометрии и очень основных оптических законах интенсивности отражения, и, возможно, используя методы Монте-Карло для уменьшения артефактов; radiosity использует математику конечных элементов для моделирования диффузного распространения света от поверхностей; и трассировка лучей аналогична моделированию лучей, но использует более продвинутое оптическое моделирование и обычно использует методы Монте-Карло для получения более реалистичных результатов со скоростью, которая часто на несколько порядков меньше.

Наиболее продвинутое программное обеспечение объединяет два или более методов для получения достаточно хороших результатов по разумной цене.

Рендеринг и растеризация строк сканирования [править | править источник]

Высокоуровневое представление изображения обязательно содержит элементы в области, отличной от пикселей. Эти элементы называются примитивами. Например, на схематическом чертеже сегменты линий и кривые могут быть примитивами. В графическом пользовательском интерфейсе окна и кнопки могут быть примитивами.В 3D-рендеринге треугольники и многоугольники в пространстве могут быть примитивами.

Если попиксельный подход к рендерингу непрактичен или слишком медленный для некоторой задачи, то подход к рендерингу «примитив за примитивом» может оказаться полезным. Здесь каждый из примитивов проходит цикл, определяет, на какие пиксели изображения он влияет, и соответствующим образом изменяет эти пиксели. Это называется растеризацией , и это метод рендеринга, используемый всеми текущими видеокартами.

Растеризация часто выполняется быстрее, чем в некоторых областях изображения могут отсутствовать примитивы; растеризация игнорирует эти области, но рендеринг по пикселям должен проходить через них.Во-вторых, растеризация может улучшить когерентность кэша и уменьшить избыточную работу за счет использования того факта, что пиксели, занятые одним примитивом, имеют тенденцию быть смежными в изображении. По этим причинам, когда требуется интерактивный рендеринг, обычно выбирают растеризацию; однако попиксельный подход часто позволяет получать изображения более высокого качества и является более универсальным, поскольку он не зависит от стольких предположений об изображении, как растеризация.

Растеризация существует в двух основных формах: не только когда визуализируется вся грань (примитив), но и когда визуализируются все вершины грани, а затем пиксели на грани, которые лежат между вершинами, визуализируются с использованием простого смешивания каждого цвета вершины. к следующему, эта версия растеризации обогнала старый метод, поскольку он позволяет графике течь без сложных текстур (растеризованное изображение при использовании лицом к лицу имеет тенденцию иметь очень блочный эффект, если не покрыто сложными текстурами, лица не (не плавно, потому что нет постепенной плавности от одного пикселя к другому), это означает, что вы можете использовать более сложные функции затенения графической карты и при этом добиться лучшей производительности, потому что вы освободили место на карте, потому что сложные текстуры не нужно.иногда люди будут использовать один метод растеризации для одних лиц, а другой метод — для других, в зависимости от угла, под которым это лицо встречается с другими соединенными гранями, это может увеличить скорость и не сильно повлиять на общий эффект изображения.

Ray casting [править | править источник]

Ray casting в основном используется для моделирования в реальном времени, например, в компьютерных 3D-играх и мультипликационных анимациях, где детали не важны или где более эффективно вручную имитировать детали, чтобы получить лучшую производительность на этапе вычислений. .Обычно это происходит, когда нужно анимировать большое количество кадров. Когда не используются дополнительные приемы, результаты имеют характерный «плоский» вид, как если бы все объекты в сцене были окрашены матовым покрытием или были слегка отшлифованы.

Смоделированная геометрия анализируется попиксельно, строка за строкой, с точки зрения наружу, как если бы лучи падали наружу. Там, где объект пересекается, значение цвета в точке можно оценить с помощью нескольких методов.В простейшем случае значение цвета объекта в точке пересечения становится значением этого пикселя. Цвет может быть определен из текстуры-карты. Более сложный метод — изменить значение цвета с помощью коэффициента освещенности, но без вычисления отношения к моделированному источнику света. Чтобы уменьшить артефакты, можно усреднить несколько лучей, немного различающихся по направлениям.

Можно дополнительно использовать грубое моделирование оптических свойств: обычно это очень простой расчет луча от объекта к точке обзора.Другой расчет сделан для угла падения световых лучей от источника (ов) света. И исходя из этих и заданных интенсивностей источников света вычисляется значение пикселя.

Или можно использовать освещение, построенное по алгоритму радиосигнала. Или их сочетание.

Radiosity [править | править источник]

Radiosity — это метод, который пытается имитировать способ, которым отраженный свет, вместо того, чтобы просто отражаться от другой поверхности, также освещает область вокруг него.Это дает более реалистичное затенение и, кажется, лучше передает «атмосферу» внутренней сцены. Классический пример — это то, как тени «обнимают» углы комнаты.

Оптическая основа моделирования заключается в том, что некоторый рассеянный свет из данной точки на данной поверхности отражается в большом спектре направлений и освещает область вокруг себя.

Техника моделирования может различаться по сложности. Многие визуализации имеют очень приблизительную оценку излучения, просто очень слабо освещая всю сцену с помощью фактора, известного как окружение.Однако, когда расширенная оценка яркости сочетается с высококачественным алгоритмом трассировки лучей, изображения могут демонстрировать убедительный реализм, особенно для сцен внутри помещений.

В расширенном моделировании излучения рекурсивные алгоритмы конечных элементов «отбрасывают» свет назад и вперед между поверхностями в модели, пока не будет достигнут некоторый предел рекурсии. Таким образом, окраска одной поверхности влияет на окраску соседней поверхности, и наоборот. Результирующие значения освещенности по всей модели (иногда в том числе для пустых пространств) сохраняются и используются в качестве дополнительных входных данных при выполнении расчетов в модели с отливом или трассировкой лучей.

Из-за итеративного / рекурсивного характера техники сложные объекты особенно медленно эмулируются. Расширенные расчеты светимости могут быть зарезервированы для расчета атмосферы комнаты от света, отражающегося от стен, пола и потолка, без изучения вклада, который сложные объекты вносят в светимость, — или сложные объекты могут быть заменены при расчете светимости более простыми объекты аналогичного размера и текстуры.

Если в сцене происходит незначительное изменение расположения объектов излучения, одни и те же данные излучения могут быть повторно использованы для нескольких кадров, что делает излучение эффективным способом улучшить плоскостность распределения лучей без серьезного воздействия на общее время рендеринга в расчете на единицу времени. -Рамка.

По этой причине радиосити стало ведущим методом рендеринга в реальном времени и использовалось для непрерывного создания большого количества хорошо известных недавних полнометражных анимационных 3D-мультипликационных фильмов.

Трассировка лучей [править | править источник]

Трассировка лучей — это расширение той же техники, которая была разработана для рендеринга строк сканирования и преобразования лучей. Как и они, он хорошо обрабатывает сложные объекты, и объекты могут быть описаны математически. В отличие от линии сканирования и литья, трассировка лучей почти всегда является методом Монте-Карло, который основан на усреднении количества случайно сгенерированных выборок из модели.

В этом случае образцы представляют собой воображаемые лучи света, пересекающие точку обзора от объектов в сцене. Это в первую очередь полезно там, где сложная и точная визуализация теней, преломления или отражения является проблемой.

В финальном рендеринге производственного качества работы с трассировкой лучей обычно снимается несколько лучей для каждого пикселя и трассируется не только до первого объекта пересечения, но, скорее, через ряд последовательных «отскоков» с использованием известных законы оптики, такие как «угол падения равен углу отражения», и более продвинутые законы, касающиеся преломления и шероховатости поверхности.

Когда луч либо встречает источник света, либо, что более вероятно, после того, как было оценено установленное ограничивающее количество отскоков, тогда поверхностное освещение в этой конечной точке оценивается с использованием методов, описанных выше, и изменения по пути через различные отскоки. оценивается, чтобы оценить значение, наблюдаемое с точки зрения. Все это повторяется для каждого образца, для каждого пикселя.

В некоторых случаях в каждой точке пересечения может появиться несколько лучей.

Как метод грубой силы, трассировка лучей была слишком медленной, чтобы ее можно было рассматривать в реальном времени, и до недавнего времени слишком медленной даже для рассмотрения короткометражных фильмов любого уровня качества, хотя она использовалась для последовательностей спецэффектов и в рекламе, где требуется небольшая порция высококачественного (возможно, даже фотореалистичного) материала.

Однако усилия по оптимизации для уменьшения количества вычислений, необходимых в частях работы, где детализация невысока или не зависит от функций трассировки лучей, привели к реальной возможности более широкого использования трассировки лучей. В настоящее время существует оборудование для трассировки лучей с аппаратным ускорением, по крайней мере, на стадии прототипа, и некоторые демонстрации игр, демонстрирующие использование программного обеспечения в реальном времени или аппаратной трассировки лучей.

Оптимизация, используемая художником при разработке сцены [править | править источник]

Из-за большого количества расчетов незавершенная работа обычно отображается только в деталях, соответствующих той части работы, которая разрабатывается в данный момент времени, поэтому на начальных этапах моделирования можно использовать каркасные модели и моделирование лучей, даже где целевой выход — это трассировка лучей с использованием излучения.Также обычно визуализируют только части сцены с высокой детализацией и удаляют объекты, которые не важны для того, что в настоящее время разрабатывается.

Общие оптимизации для рендеринга в реальном времени [править | править источник]

Для реального времени целесообразно упростить одно или несколько общих приближений и настроить точные параметры рассматриваемого ландшафта, который также настроен на согласованные параметры, чтобы получить максимальную «отдачу от вложенных средств».

Есть несколько менее известных подходов к рендерингу, например сферические гармоники.Эти методы менее известны часто из-за низкой скорости, отсутствия практического использования или просто потому, что они находятся на ранних стадиях разработки, возможно, некоторые из них предложат новое решение.

Одна проблема, с которой должна иметь дело любая система рендеринга, независимо от того, какой подход она использует, — это проблема выборки . По сути, процесс рендеринга пытается изобразить непрерывную функцию от пространства изображения до цветов с использованием конечного числа пикселей. Как следствие теоремы Найквиста, частота сканирования должна быть вдвое больше, чем количество точек, что пропорционально разрешению изображения.Проще говоря, это выражает идею о том, что изображение не может отображать детали размером менее одного пикселя.

Если используется наивный алгоритм рендеринга, высокие частоты в функции изображения вызовут уродливое сглаживание в конечном изображении. Псевдонимы обычно проявляются или появляются неровные края на объектах, где видна пиксельная сетка. Чтобы удалить псевдонимы, все алгоритмы визуализации (если они предназначены для создания красивых изображений) должны фильтровать функцию изображения для удаления высоких частот, этот процесс называется сглаживанием.

Рендеринг для фильмов часто происходит в сети тесно связанных компьютеров, известной как ферма рендеринга.

В настоящее время в области описания трехмерных изображений для создания фильмов используется язык описания сцен RenderMan, разработанный в Pixar. (сравните с более простыми форматами файлов 3D, такими как VRML или API, такими как OpenGL и DirectX, адаптированными для аппаратных ускорителей 3D).

Программное обеспечение для рендеринга типов фильмов включает в себя:

Реализация реалистичного рендерера всегда имеет некоторый базовый элемент физического моделирования или эмуляции — некоторые вычисления, которые напоминают реальный физический процесс или абстрагируют его.

Термин « физически основанный » указывает на использование физических моделей и приближений, которые являются более общими и широко применяются вне рендеринга. Определенный набор связанных техник постепенно утвердился в сообществе рендеринга.

Основные концепции довольно просты, но их трудно вычислить; и единый элегантный алгоритм или подход были труднодостижимыми для средств рендеринга более общего назначения. Чтобы удовлетворить требования надежности, точности и практичности, реализация будет представлять собой сложную комбинацию различных методов.

Исследования в области визуализации связаны как с адаптацией научных моделей, так и с их эффективным применением.

Уравнение рендеринга [править | править источник]

Основная статья: Уравнение рендеринга

Это ключевая академическая / теоретическая концепция рендеринга. Он служит наиболее абстрактным формальным выражением неперцептуального аспекта рендеринга. Все более полные алгоритмы можно рассматривать как решения конкретных формулировок этого уравнения.

Значение: в определенном положении и направлении исходящий свет (L o ) представляет собой сумму излучаемого света (L e ) и отраженного света. Отраженный свет представляет собой сумму падающего света (L i ) со всех направлений, умноженного на отражение от поверхности и угол падения. Соединяя внешний свет с внутренним светом через точку взаимодействия, это уравнение обозначает весь «перенос света» — все движение света — в сцене.

Функция распределения двунаправленного отражения [править | править источник]

Функция двунаправленного распределения отражения (BRDF) выражает простую модель взаимодействия света с поверхностью следующим образом:

Взаимодействие света часто аппроксимируется даже более простыми моделями: диффузное отражение и зеркальное отражение, хотя оба могут быть BRDF.

Геометрическая оптика [править | править источник]

Рендеринг практически полностью связан с аспектом физики света, связанным с частицами, известным как геометрическая оптика.Рассмотрение света на его базовом уровне как частиц, отскакивающих вокруг, является упрощением, но подходящим: волновые аспекты света незначительны в большинстве сцен, и их значительно сложнее смоделировать. Известные явления волнового аспекта включают дифракцию, как видно на цветах компакт-дисков и DVD-дисков, и поляризацию, как видно на ЖК-дисплеях. Оба типа эффектов, если необходимо, создаются путем корректировки модели отражения с учетом внешнего вида.

Визуальное восприятие [править | править источник]

Хотя ему уделяется меньше внимания, понимание человеческого визуального восприятия важно для рендеринга.Это в основном связано с тем, что дисплеи изображений и человеческое восприятие имеют ограниченные диапазоны. Средство визуализации может имитировать почти бесконечный диапазон яркости и цвета света, но текущие дисплеи — киноэкран, компьютерный монитор и т. Д. — не могут справиться с такими большими объемами, и что-то нужно отбросить или сжать. Человеческое восприятие также имеет пределы, поэтому для создания реализма не нужно давать изображения большого диапазона. Это может помочь решить проблему подгонки изображений к дисплеям и, кроме того, подсказать, какие сокращения можно использовать при моделировании рендеринга, поскольку некоторые тонкости не будут заметны.Связанная с этим тема — отображение тонов.

Математика, используемая при визуализации, включает: линейную алгебру, исчисление, числовую математику, обработку сигналов, Монте-Карло.

Хронология важных опубликованных идей [править | править источник]

  • 1970 Алгоритм развертки строки (Bouknight, W. J. (1970). Процедура создания трехмерных полутоновых презентаций компьютерной графики. Связь ACM )
  • 1971 Затенение по Гуро (Гуро, Х.(1971). Компьютерное отображение криволинейных поверхностей. Транзакции IEEE на компьютерах 20 (6), 623–629.)
  • 1974 Отображение текстуры (Catmull, E. (1974). Алгоритм подразделения для компьютерного отображения криволинейных поверхностей. Кандидатская диссертация , Университет Юты)
  • 1974 Z-буфер (Catmull, E. (1974). Алгоритм подразделения для компьютерного отображения криволинейных поверхностей. Кандидатская диссертация )
  • 1975 Затенение Фонга (Фонг, Б.Т.(1975). Подсветка для компьютерных изображений. Связь с ACM 18 (6), 311–316.)
  • 1976 Отображение окружающей среды (Блинн, Дж. Ф., Ньюэлл, М. Е. (1976). Текстура и отражение в компьютерных изображениях. Сообщения ACM 19 , 542–546.)
  • 1977 Теневые тома (Crow, F.C. (1977). Теневые алгоритмы для компьютерной графики. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1977) 11 (2), 242–248.)
  • 1978 Shadow buffer (Williams, L. (1978). Отбрасывание изогнутых теней на изогнутые поверхности. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1978) 12 (3), 270–274.)
  • 1978 Рельефное отображение (Блинн, Дж. Ф. (1978). Моделирование морщинистых поверхностей. Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1978) 12 (3), 286–292.)
  • 1980 BSP деревья (Fuchs, H. Kedem, Z.M. Naylor, B.F. (1980). О генерации видимой поверхности априорными древовидными структурами. Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1980) 14 (3), 124–133.)
  • 1980 Трассировка лучей (Whitted T. (1980). Улучшенная модель освещения для затемненного дисплея. Связь с ACM 23 (6), 343–349.)
  • 1981 Cook shader (Cook, R.L. Torrance, K.E. (1981). Модель отражательной способности для компьютерной графики. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1981) 15 (3), 307–316.)
  • 1983 Mipmaps (Williams, L. (1983). Пирамидальные параметрики. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1983) 17 (3), 1–11.)
  • 1984 Трассировка лучей Octree (Glassner, A.S. (1984). Подразделение пространства для быстрой трассировки лучей. IEEE Computer Graphics & Applications 4 (10), 15–22.)
  • 1984 Альфа-композитинг (Портер, Т. Дафф, Т. (1984). Составление цифровых изображений. Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1984) 18 (3), 253–259.)
  • 1984 Распределенная трассировка лучей (Cook, R.L. Porter, T. Carpenter, L. (1984). Распределенная трассировка лучей. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1984) 18 (3), 137–145.)
  • 1984 Radiosity (Goral, C. Torrance, KE Greenberg, DP Battaile, B. (1984). Моделирование взаимодействия света между рассеянными поверхностями. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1984) 18 (3), 213–222.)
  • 1985 Hemi-cube Radiosity (Cohen, M.Ф. Гринберг, Д. (1985). Hemi-cube: радиационное решение для сложных сред. Компьютерная графика (Труды SIGGRAPH 1985) 19 (3), 31–40.)
  • 1986 Трассировка источника света (Арво, Дж. (1986). Обратная трассировка лучей. SIGGRAPH 1986 Доработки в примечаниях к курсу трассировки лучей )
  • 1986 Уравнение рендеринга (Kajiya, J.T. (1986). Уравнение рендеринга. Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 1986) 20 (4), 143–150.)
  • 1987 Алгоритм Рейеса (Cook, RL Carpenter, L. Catmull, E. (1987). Архитектура рендеринга изображений Рейеса. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1987) 21 (4), 95–102.)
  • 1991 Иерархическая радиосвязь (Ханрахан, П. Зальцман, Д. Опперле, Л. (1991). Быстрый иерархический алгоритм радиосвязи. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1991) 25 (4), 197–206. )
  • 1993 Отображение тонов (Тамблин, Дж.Рашмайер, Е. (1993). Воспроизведение тона для реалистичных изображений, созданных на компьютере. Компьютерная графика и приложения IEEE 13 (6), 42–48.)
  • 1993 Подповерхностное рассеяние (Ханрахан, П. Крюгер, В. (1993). Отражение от слоистых поверхностей из-за подповерхностного рассеяния. Компьютерная графика (Proceedings of SIGGRAPH 1993) 27 (), 165–174.)
  • 1995 Отображение фотонов (Дженсен, Х.Дж. Кристенсен, Нью-Джерси (1995).Фотонные карты в двунаправленной трассировке лучей Монте-Карло сложных объектов. Компьютеры и графика 19 (2), 215–224.)
  • Foley; Ван Дам; Файнер; Хьюз (1990). Компьютерная графика: принципы и практика . Эддисон Уэсли. ISBN 0201121107.
  • Гласснер (1995). Принципы синтеза цифровых изображений . Морган Кауфманн. ISBN 1558602763.
  • Pharr; Хамфрис (2004). Физический рендеринг .Морган Кауфманн. ISBN 012553180X.
  • Dutre; Бала; Бекарт (2002). Расширенное глобальное освещение . А.К. Петерс. ISBN 1568811772.
  • Дженсен (2001). Синтез реалистичных изображений с использованием фотонной карты . А.К. Петерс. ISBN 1568811470.
  • Ширли; Морли (2003). Реалистичная трассировка лучей (2-е изд.). А.К. Петерс. ISBN 1568811985.
  • Гласснер (1989). Введение в трассировку лучей . Академическая пресса. ISBN 0122861604.
  • Cohen; Уоллес (1993). Радиосигнал и синтез реалистичных изображений . AP Professional. ISBN 0121782700.
  • Акенин-Моллер; Хейнс (2002). Рендеринг в реальном времени (2-е изд.). А.К. Петерс. ISBN 1568811829.
  • Gooch; Гуч (2001). Нефотореалистичный рендеринг . AKPeters. ISBN 1568811330.
  • Strothotte; Schlechtweg (2002). Не фотореалистичная компьютерная графика . Морган Кауфманн. ISBN 1558607870.
  • Блинн (1996). Уголок Джима Блиннса — Путешествие по конвейеру графики .Морган Кауфманн. ISBN 1558603875.
  • Описание системы Radiance

Визуализация видео — расширенная информация о производстве видео

Рендеринг видео относится к процессу, посредством которого компьютерная система методично обрабатывает информацию из источника кодированных данных, чтобы преобразовать эту информацию для объединения и отображения изображения. Другими словами, рендеринг преобразует исходный материал в окончательное изображение или видеоматериал.Исходный код может содержать инструкции для кадрирования изображений именно для воспроизведения фильма или для создания настраиваемого изображения, такого как веб-страница. Рендеринг видео — это очень требовательный к оборудованию процесс, в основном когда он выполняется в реальном времени.

Каждый пиксель вычисляется на основе его разрешения, определения сигнала, цветового пространства и сжатия — результирующая информация передается в потоковом режиме для сохранения в файле. Процесс объединения клипов, добавления переходов и дополнительной постобработки продолжается до финального фильма.Например, в компьютерной анимации рендеринг преобразует ключевые кадры или смоделированные модели в их последнее появление с освещением и эффектами. Давайте углубимся и разберемся, что входит в рендеринг и как это делается?

Материалы, используемые для рендеринга

Отредактированные видео-, аудио- и анимационные эффекты входят в процесс визуализации видео, объединяя все эти отдельные элементы в единый поток видео для создания окончательного улучшенного видеопроизводства — смешение отдельных элементов во что-то более сложное и более значимое, чем все его части. .

Анимация

Последовательность анимированных объектов и роликов организована для дальнейшего видеопроизводства. Программное обеспечение обычно имеет установленный потенциал для затенения, текстуры и освещения трехмерных и двухмерных форм. Анимация улучшает видео с помощью специальных эффектов и 3D-моделей.

Процесс рендеринга

Процесс рендеринга начинается со сбора видеоэлементов и эффектов. Процесс предварительного рендеринга — рисование контура, размещение моделей и усиление эффектов вокруг видеокомпонентов и интегрированных аудиокомпонентов.После выполнения всех начальных операций видео передается в программное обеспечение для рендеринга.

Программа рендеринга управляет текстурами, затенением, размерами и эффектами, создавая единое визуальное изображение. Это похоже на сшивание цифровых изображений вместе со звуком для рендеринга видео.

Время рендеринга

Время рендеринга является важным фактором, так как оно является наиболее обсуждаемым и оспариваемым среди различных программ для редактирования видео. Время рендеринга может составлять от нескольких секунд до нескольких дней, в зависимости от длительности рендеринга видео и объединенных элементов.Например, видео с номинальными цифровыми эффектами, скорее всего, займет несколько минут, если полнофункциональное видео с множеством анимаций может занять намного больше времени из-за сложности эффектов и 3D-анимации.

Компьютер визуализирует все в реальном времени, чтобы отображать контент без задержек. Компьютер быстро обрабатывает кодированные данные для отображения и обновления пикселей изображения без видимой задержки. Хотя сложность видео может затруднить рендеринг контента, а рендеринг в реальном времени становится затруднительным.Поскольку термин «рендеринг» относится к дополнительной обработке, компьютер действительно должен вычислять графику, чтобы быстро сгенерировать воспроизведение видео. В случае, если в видео представлены анимированные модели или другая чрезмерно сложная задача, компьютер заранее визуализирует видеоконтент, чтобы создать впечатление визуализации в реальном времени.

Рендеринг видео только на внутреннем процессоре компьютера не работает. Вот почему рекомендуется отдельный графический процессор или графический процессор, чтобы дополнить аппаратные возможности центрального процессора компьютера.Графические процессоры гораздо больше подходят для обработки сложных задач рендеринга видео, поскольку они предназначены для одновременного управления тысячами небольших задач. Рендеринг видео — это объединение серии небольших задач, благодаря чему графический процессор в значительной степени подходит для этой работы.

Производственная оценка

В официальном документе Cisco прогнозируется, что к 2022 году потребление видео будет составлять 82% всего онлайн-трафика. Тенденция показывает, как все больше людей потребляют видеоконтент.От телешоу на Netflix, Prime и теперь Disney — до вирусных видеоплатформ, таких как YouTube, Instagram и Facebook, наш мир привык к перееданию аудиовизуального контента.

Тенденции представляют собой возможность, а также проблему для компаний, торговых марок и создателей контента. Производство видео — может включать в себя создание сценариев, съемку, редактирование и анимацию, производство которых занимает больше времени и сложно освоить и привлечь потребителя. Этот процесс может быть более дорогостоящим, чем другие формы общения.Первое, что должно возникнуть у вас в голове, — это зачем вашему бизнесу инвестировать в видеопроизводство и каковы потенциальные выгоды для компании. Теперь о том, что находится внутри продвинутой процедуры производства видео.

Не секрет, что видео — очень эффективный и очаровательный маркетинговый метод. он может расширить историю вашего бренда или компании. Хотя каждый видеопроект и клиент могут отличаться, некоторые этапы творческого видеопроекта практически одинаковы.

Стратегия

Стратегия определяет ход работы, которая входит в производство, и цели, которые необходимо достичь вашей компании.Цель и творческие потребности убедительного повествования. Консультации по рентабельности инвестиций (ROI), хотя это не обязательно должно быть денежное выражение, это может быть для привлечения большего числа людей, увеличения числа рефералов или поддержки вашей клиентской базы.

Творческое развитие

А теперь наметьте, как вы собираетесь достичь своих целей. Сделайте некоторые предположения, проверьте их и скорректируйте свою стратегию, чтобы получить некоторые осуществимые планы по созданию контента. Создайте приблизительный набросок того, как вы ожидаете, что ваша аудитория будет взаимодействовать, реагировать на контент, частоту контента — и вы приблизитесь к своей цели.Получите системный подход и масштабируемость в своем планировании.

Производство

Начните с идеальных целей — съемка, озвучка, анимация, эффекты, чтобы получить желаемый результат. Затем постепенно уменьшите количество элементов, которые, по вашему мнению, не являются полностью необходимыми, и повторяйте процесс, пока не получите важные элементы видео, которые позволят донести контент и измерить реакцию аудитории. Этот процесс позволит вам проанализировать уровень вовлеченности пользователей и определить, какой контент дает наилучшие результаты с минимальными затратами.

Эта информация позволит вам узнать, какое качество продукции ожидается от вашего бизнеса, что находит отклик и готовность аудитории взаимодействовать с видео брендов.

Эффективное производство

Видеопроизводство можно сделать эффективным, масштабируемым и многократно используемым. По оценкам VidIQ, если вашей аудитории нравится видео на определенную тему, создание еще примерно семи видеороликов повысит ваш канал и станет лидером в этой теме в качестве авторитетного источника. Вашему бизнесу также не нужно прилагать дополнительные усилия и предоставлять чрезвычайно сложный видеоконтент, а некоторые компании могут использовать видео и графику среднего качества.Цель состоит в том, чтобы довольствоваться ресурсами и не задушить компанию финансово, по-прежнему удерживая аудиторию управляемым и повторяемым образом.

Задайте фирменный тон и стиль вашего видео на ранней стадии. Это определит, что можно и чего нельзя делать для вашего видеомаркетинга, а также инструменты, которые следует использовать, и активы, на которые можно положиться. Это руководство также может быть полезно в сценариях, когда вам нужно нанять фрилансеров, чтобы разделить рабочую нагрузку. Аутсорсинг может быть продуктивным и эффективным способом создания видео, такого как планирование, съемка, редактирование или все задачи по созданию видео.

Расширьте свой бизнес

Независимо от того, оцениваете ли вы денежную ценность, вовлеченность, влияние, поскольку все это определяет прогресс, достигнутый вашей компанией. Масштабирование видеопроизводства может полностью зависеть от вашей видеостратегии и того, как она согласуется с вашими целями, чтобы добиться успеха в реализации стратегии для развития вашего бизнеса. Масштабирование не обязательно означает создание системы, которая может увеличить производительность.

Основное правило — постоянно экспериментировать, анализировать и делать выводы о том, как пропускная способность влияет на вашу аудиторию, чтобы вы могли очертить систему видеопроизводства и рабочий процесс, которые превращаются в эффективные и приносят пользу вашему бизнесу.Многое уходит на создание качественного видеоконтента, а также может повлиять на вашу общую бизнес-стратегию и рост.

Говоря о рендеринге видео и ресурсах, необходимых для работы в высокоэффективном масштабе, со скоростью и объемом памяти, платформа ProMAX предлагает поистине решение мирового класса для создателей видео, которое решает все основные проблемы, с которыми сталкиваются профессионалы. Позвоните по телефону 800-977-6629 или закажите звонок здесь! 🔥🔥🔥

определение рендеринга в The Free Dictionary

На основе WordNet 3.0, коллекция клипартов Farlex. © 2003-2012 Принстонский университет, Farlex Inc.

Существительное 1. штукатурка — вещество, похожее на штукатурку, но наносимое исключительно на кладку стен штукатурка — штукатурка, в настоящее время изготавливаемая в основном из портландцемента, песка и извести; наносится мягким для покрытия внешних стен или поверхностей
Verb 1. render — причина стать; «Выстрел сделал ее неподвижной» сделать, получить — придать чему-то определенные свойства; «рассердить кого-нибудь»; «Она заставила нас выглядеть глупо»; «Он выставил себя дураком на собрании»; «Не делай из этого ничего особенного»; «Это изобретение сделает вас миллионером»; «Проясни себя»
2. render — подарить что-нибудь полезное или нужное; «Мы снабдили комнату электронагревателем» гидрат — подача воды или жидкости для поддержания здорового баланса; «велосипедистам необходимо часто пить воду» — зарядить аккумулятор, пропустив через него ток в направлении, противоположном разрядке; Дата «Мне нужно зарядить аккумулятор в автомобиле» — укажите дату; отметка с датой; «Она написала письмо в понедельник, но датировала его субботой, чтобы не показать, что она откладывала« кормление »; поставлять; «Успех подпитывает ее тщеславие» — накормить; «подковы подковы» дать — передать кому-либо владение чем-то конкретным или абстрактным; «Я отдал ей свои деньги»; «можешь дать мне уроки?»; Фонд «Она дала детям много любви и нежной заботливой заботы» — предоставить фонд для погашения основной суммы долга или выплаты процентов, скудных, скудных — поставлять экономно и в ограниченном количестве; терраса, терасса — дом (дом) с терассой; «Террасили дачу» дадо — дадо дадо; «Владельцы хотели избавиться от своей столовой» иннервировать — снабжать нервы (некоторым органом или частью тела), предлагать — делать доступными или доступными, обеспечивать или обставлять; «Конференц-центр предлагает оздоровительный спа»; «Отель предлагает частные конференц-залы» расширить, предложить — сделать доступным; предоставлять; «предоставить ссуду»; «Банк предлагает хорошую сделку по новой ипотеке» — предоставить или снабдить запасом чего-либо; «запасать мясную кладовую» покупать, накапливать, запасать — накапливать, чтобы сохранить для будущего использования или продажи или для определенного случая или использования; подпись «давайте запасаться кофе, пока цены низкие» — снабдить подписью, как на фотографии или тубе для рисования — предоставить тубу или вставить тубу в билет — предоставить билет для прохода или входа; Запас «Пассажиры, оформившие билеты, теперь могут сесть на борт» — обеспечение скотом; поголовье «фермы» — снабжение рыбой; ободок «инвентарь» — отделка ободком; лад «ободок шляпы» — снабдить (музыкальный инструмент) ладами; ступенька «лад гитары» — отделка ступеньками; «Архитектор хочет ступить на террасу» перила — предусмотреть перила; Решетка «Двор огражден перилами» — отделка решеткой; «решетчатый камин» капитализировать, капитализировать — снабдить капиталом, как в бизнесе, используя комбинацию капитала, используемого инвесторами, и заемного капитала, предоставленного кредитором. Пристань «Кирилл и Метод по алфавиту славянских языков» — с пристанью; «Пристань в устье реки» с воздушным охлаждением, кондиционированием — оборудована аппаратом контроля влажности и температуры; Форма «Наш дом без кондиционера» ​​- обеспечить форменной одеждой; «Охрана была в форме» железная дорога — снабжение железнодорожными путями; подзаголовок «железная дорога на Запад» — снабдить (фильм) субтитрами. Заголовок — снабдить (страницу газеты или рассказ) заголовком — соответствовать — предоставить дополнительные средства; «Компания соответствовала взносам сотрудников» жену — обеспечить жену; жениться (на ком-нибудь) на женеvictual — снабдить едой; «Население пропиталось во время войны» тепло — обеспечить теплом; сиденье «обогреть дом» — предусмотреть сиденья; сиденье «сиденье концертного зала» — посадить сиденье на пандус — отделать пандусом; Кронштейн «Зрительный зал с пандусом» — снабжение кронштейном; «У.С. вооружил борцов за свободу в Афганистане «стеклом, глазурью — отделкой стеклом;« застеклением окон »мостовой — мостовой; кустом« мощеного болота »- снабжением проходной втулкой — снабжением перегородкой, вентиляцией шахтобстановки — предоставить или оснастить мебелью; «Мы обставили дом в стиле бидермейер» планкой или перекладиной с рейками; «Заделать окна» койкой — снабдить койкой — обставить кроватью; «Хозяин постоялого двора мог спать по-новому. костюм прихода — обставить костюмом, как для фильма или спектакля
3. render — дать интерпретацию или воспроизведение; «Пианист прекрасно исполнил сонату Бетховена» исполнять, исполнять, исполнять — выполнять или исполнять действие; «Иоанн рисовал, прополивал и вычищал сточные канавы»; «фигурист исполнил тройной пируэт»; «она немного потанцевала» петь — произносить пением; «Пой рождественские гимны»
4. render — отдать или передать; «Корова приносит 5 литров молока»; «Урожай этого года дал 1 000 бушелей кукурузы»; «Поместье приносит семье доход» производить, создавать, делать — создавать или производить искусственный продукт; «Мы производим автомобилей больше, чем можем продать»; «Компания занимается производством игрушек уже два столетия» дает, дает повод или несет ответственность; «Его два одиночных матча принесли команде победу» установить, дать — осуществить; «Обман-иллюзия устанавливает глубину»
5. render — пройти вниз; «вынести приговор»; «вынести решение»
6. render — вернуть в качестве возврата; «Им нужно было оформить сословный» закон, юриспруденцию — совокупность правил, установленных властью; «цивилизация предполагает уважение к закону»; «большая проблема для юриспруденции — дать свободу при исполнении порядка» подарок, подарок, дать — дать в подарок; сделать подарок; «Что вы подарите ей на день рождения?»
7. render — отдать; «отдать деньги» отдать — передать кому-либо владение чем-то конкретным или абстрактным; «Я отдал ей свои деньги»; «можешь дать мне уроки?»; «Она дала детям много любви и нежной заботливой заботы»
8. render — отдать кого-то или что-то другому; «охранник доставил преступника в полицию»; «отдать пленников»; «отдать город врагу»; рука «расколоть деньги», передать, перевернуть, передать, протянуть, отдать — передать в руки или под опеку; «подай мне ложку, пожалуйста»; «Передайте мне файлы, пожалуйста»; «Он передал заключенного своим адвокатам» залог — передать что-либо кому-то в доверительное управление для особой цели и на ограниченный срок отдать прочь — официально передать жениху в браке; невесты от отца
9. render — показать на картинке или как на картинке; «Эта сцена изображает деревенскую жизнь»; «лицо ребенка передано в этой картине с большой нежностью» художественное творчество, художественная продукция, искусство — создание красивых или значимых вещей; «искусство не обязательно должно быть новаторским, чтобы быть хорошим»; «Я никогда не был силен в искусстве»; «он сказал, что архитектура — это искусство красиво растрачивать пространство» интерпретировать, представлять — создавать образ или подобие; Карта «Художник изобразил жену в образе молодой девушки» — изобразить как на карте; «печаль отобразилась на лице матери»
10. штукатурка — покрытие пластиком или цементом; шпаклевка «кирпичные стены в берлоге», поверхность — шпаклевка; покрыть поверхность; отделать поверхностью; «обмазываем торт шоколадом»
11. рендер — дарить; «отдать дань уважения»; «благодарить» посвящать — написать или обратиться в качестве комплимента; «Она посвятила свою книгу родителям» по приговору суда; «Вынести решение за истца»
12. render — переформулировать (слова) с одного языка на другой; «Мне нужно переводить, когда мои родственники из Австрии приезжают в США»; «Сможете ли вы интерпретировать выступление высокопоставленных гостей?»; «Она перевела французское стихотворение на английский»; Глосс «Он переводит для ООН» — обеспечивает подстрочный перевод слова или фразового перевода — может переводиться или переводиться определенным образом; «стихи часто не переводят»; «Романы Толстого хорошо переводятся на английский язык»
13. штукатурка — растопить (жир или сало) для отделения примесей; «попробовать масло яка»; кулинария, кулинария, приготовление «сделать жир в запеканке» — процесс приготовления чего-либо (как пищи) с применением тепла; «кулинария может быть большим искусством»; «нужны люди с опытом кулинарии»; «он оставил приготовление еды своей жене» таять, таять, бежать — уменьшать или заставлять переводиться из твердого состояния в жидкое, обычно путем нагревания; «масло растопить»; «плавить золото»; «Воск растаял на солнце»

Что такое 3D-рендеринг?

Возможно, вы слышали слово «рендеринг» тысячу раз, но вы все еще можете не знать, что именно оно означает. Здесь вы найдете ответ.

В общих чертах, рендеринг для задания 3D и компьютерной графики, также известный как 3D-рендеринг, представляет собой процесс воспроизведения изображения на основе трехмерных данных, хранящихся в компьютере. Он берет необработанную информацию из 3D-сцены (полигоны, материалы, текстуры и освещение) и вычисляет окончательный результат, который известен как «вывод» и обычно представляет собой одно изображение или серию скомпилированных изображений.

Рендеринг может имитировать реалистичное освещение, тени, атмосферу, цвет, текстуру и оптические эффекты, такие как преломление света или размытие, видимое на движущихся объектах. Это также может быть совсем нереалистичным, сделанным для преобразования вывода во что-то, похожее на картину или абстрактное изображение.

Для чего используется 3D-рендеринг?

3D визуализации предоставляют создателям аудиовизуальных материалов новые возможности. Это позволяет снимать видео без необходимости записывать реальные места или объекты.Промышленные дизайнеры используют их для моделирования конкретных ситуаций и вариантов использования. Для архитекторов это мощный способ визуализировать здания, комплексы, дома или даже воссоздать древние постройки. Рекламодатели и графические дизайнеры используют их для получения более впечатляющих результатов. Они также используются в видеоиграх, цифровом искусстве, медицине или даже в гастрономии, чтобы предложить более захватывающий опыт.

Интерфейс Cinema 4D
Процесс 3D-рендеринга

3D-рендеринг — это творческий процесс, похожий на фотографию или кино: начинается с идеи, обретает форму посредством композиции и дизайна, затем ее материализуют и освещают — даже инсценируют — для создания окончательного изображения.Большая разница между первым и вторым состоит в том, что при 3D-рендеринге изображаемые сцены не существуют, и все, что мы наблюдаем, должно быть создано на компьютере, прежде чем оно может быть визуализировано.

И хотя это правда, что это может означать много работы, это также дает огромный творческий контроль над всем, что появляется на сцене и как это представлено. Возможно, самый сложный аспект этого процесса — время, которое на это требуется. Иногда это много, даже на компьютерах, предназначенных для превосходной обработки трехмерных изображений.Причина в том, что программное обеспечение должно создавать каждый пиксель для изображения, процесс, который включает в себя большое количество вычислений, включая отслеживание и обработку света, его поведение и то, как он отражается от различных объектов сцены.

Важно помнить, что, хотя рендеринг обычно является последним этапом творческого процесса, может быть сделано исключение, когда рендеринг переносится в Photoshop для дальнейшей обработки.

Корнелиус Даммрих
Основные методы 3D-рендеринга

Существует два распространенных типа визуализации: визуализация с использованием центрального процессора (центрального процессора) и графического процессора (графического процессора).ЦП — это процессор компьютера, его основная функция — выполнение последовательностей инструкций и общая обработка данных. С другой стороны, графический процессор — это графическая карта, установленная в компьютере, которая ориентирована на выполнение определенных вычислений и снижение нагрузки на процессор (ЦП) с точки зрения графики, векторов, матриц, вершин и пикселей.

· Рендеринг на основе ЦП Процессор рендеринга

в основном используется в киностудиях, а также является излюбленным процессом архитектурной визуализации.Это связано с его точностью при создании фотореалистичных изображений и тем, что время рендеринга не учитывается в этих отраслях. Сцена с плоским освещением и материалами простых форм может быть визуализирована за секунды, в то время как сцена с освещением и моделями HDRI может занять часы.

Также возможно рендерить более сложные эффекты молнии с помощью ЦП с помощью таких методов, как:

— Трассировка лучей: каждый пиксель в конечном изображении рассчитывается как частица света, которая имитирует взаимодействие с объектами в сцене.Он отлично подходит для создания реалистичных сцен с улучшенными тенями и отражениями, но требует большой вычислительной мощности.

— График маршрута: рассчитывает окончательное изображение на основе того, как свет будет освещать определенную точку на поверхности сцены и насколько он будет отражаться в камере. Процесс повторяется для каждого пикселя окончательного изображения. Идеален при стремлении к фотореализму.

— Отображение фотонов: компьютер стреляет «фотонами» (световыми лучами) как из камеры, так и из любого источника света, используемого в финальной сцене.Этот метод часто используется для моделирования каустики — огибающей световых лучей, отраженных изогнутой поверхностью или объектом, — когда свет преломляется через прозрачные поверхности.

— Radiosity: аналогично графику маршрута, но учитывает источники света, которые уже были отражены от других поверхностей сцены. Он идеально подходит для имитации более мягких и реалистичных теней всей сцены.

Пример фотонного картирования. Дамиан Свидерски.
· Рендеринг на основе графического процессора

GPU-рендеринг используется для обработки в реальном времени.Он используется в видеоиграх и интерактивных приложениях и очень часто используется, когда вам нужно рендерить от 30 до 120 кадров в секунду и добиться плавного воспроизведения.
Рендеринг в реальном времени не позволяет использовать некоторые из предыдущих методов рендеринга ЦП. Чтобы преодолеть эти ограничения, могут быть реализованы другие эффекты, которые обманывают глаз и заставляют элементы выглядеть более гладкими, например размытие движения на движущихся объектах.

Однако рендеринг GPU не всегда должен использоваться в реальном времени, он также может помочь в сложных рендерингах CPU, и это хороший способ показать первые результаты финальной части — своего рода предварительный просмотр — без необходимости ждать часы.Это делает его очень полезным инструментом с точки зрения 3D-рабочего процесса, особенно при применении света и текстур.

Какой движок рендеринга использовать

Механизм рендеринга — это программное обеспечение или плагин, позволяющий создавать реалистичный окончательный вид из 3D-модели. Каждый механизм рендеринга работает на основе GL (глобального освещения), то есть вычисляет свет, создаваемый различными источниками света в точке, и его среднее значение на данной поверхности.

Есть десятки движков рендеринга; Фактически, практически любое программное обеспечение 3D имеет собственный встроенный движок рендеринга, но они могут иметь ограничения по сравнению со специализированными движками рендеринга.

Три наиболее важных и рекомендуемых механизма рендеринга:

— V-Ray: , пожалуй, самый распространенный. Он может использовать как процессор, так и графический процессор, поэтому он очень гибкий. Он доступен для Maya, Blender и практически любого программного обеспечения для 3D.

— Corona: любимец многих дизайнеров и архитекторов.Он очень мощный, но доступен только для 3DS Max и Cinema 4D.

— RenderMan: разработан и используется студиями Pixar для их производства. Его можно использовать как дополнение к Maya или как отдельный продукт на компьютерах Windows, Mac и Linux.

Вас также может заинтересовать:

— Учебное пособие по Cinema 4D: методы клонирования в MoGraph
— 20 основных ярлыков для повышения производительности Cinema 4D

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Авторское право © 2021 Es picture - Картинки
top